型发电厂继电保护毕业设计
摘
着电力工业迅速发展国发电机变压器单机容量断增电力系统正着机组超高压电网方发展现国容量发电厂断增电力系统中位更显重保证整电力系统安全济运行应电厂配置性灵敏性选择性速动性保护装置实现配置方案优化应充分考虑型发电厂特点
设计型发电厂继电保护配置方案进行研究首先容量机组特点保护配置基原进行阐述接着叙述型发电厂中母线保护配置原提出提高母线保护性措施前电厂厂电系统继电保护整定计算规程导设计结合工程实践电厂厂电设计规定厂电系统保护配置整定原进行整理着重研究低压厂电系统保护关配合问题设计根厂电系统保护配置原针实际厂电系统进行保护配置方案设计包括高厂变6kV工作段母线低压厂变压器PC母线接开关
关键词 继电保护 发电机变压器组 母线 厂电系统
Abstract
Along with the quick development of electric power industry the single machine capacity of the generator transformer in our country continuously enlarges and the electric power system is developing toward the direction of large generating set extra high voltage large power grid The big capacity power plant in our country continuously increases at present they are playing a more important role in the electric power system To ensure the whole electric power system operating safely and economically we should collocate the powe
r plant the protection devices which with more good credibility intelligent selectivity and speed To make the scheme achieve optimization we should also well in consideration of the characteristics of large power plant
This design mainly researches on the protection scheme in large power plant First the article elaborates the characteristics of the large capacity generating set and the basic principle of its protection allocation Then it describes the principle of the bus bar protection allocation in large power plant and introduces some measures to raise the property of the bus bar protection Because the protection of station service system at present has no regulations and leads to use thirdly this text combines a little bit former engineering fulfillment and the design provisions of station service system summarizing the principles of protection allocation and setting in station service system and emphatically discussing the points which are relevant to the protection matching in low voltage station service system In the end according to the principle of the station service system protection allocation this paper designs a protection scheme to a real station service system
Keywords relay protection generator transformer unit bus bar
station service system protection目 录
摘 I
ABSTRACT II
前 言 1
第章 型机组母线继电保护配置 3
11 型发电机变压器保护配置概述 3
111 型发电机组特点继电保护求 3
112 型发电机障异常运行方式保护方式 4
113 型变压器障异常运行方式保护方式 5
12 型发电机变压器组特点继电保护配置 7
121 型发电机变压器组特点 7
122 型发电机变压器组继电保护特点 9
123 型发电机变压器组继电保护配置原 11
124 型发电机变压器组继电保护总体配置情况 12
13 母线保护配置 13
131 母线保护般配置原 14
132 高压接线母线保护配置 14
第二章 厂电系统保护配置原 22
21 厂电系统概述 22
22 厂电系统保护配置原 22
221 高压厂工作备（起动）变压器保护配置 22
222 低压厂工作备变压器保护配置 24
223 厂工作备电抗器保护配置 25
224 3～10kV高压厂电动机保护配置 26
225 380kV低压厂电动机保护配置 27
226 备电源动投入装置 28
第三章 厂电系统保护整定配合 32
31 厂电系统保护整定计算原 32
311 联差动保护 32
312 电流速断保护 34
313 电流保护 34
314 单相接零序电流保护 36
32 低压厂电系统保护配合问题 38
321 概述 38
322 保护配合 39
323 选择性校验 42
324 配合求 43
第四章 实际厂电系统保护配置设计 45
41 厂电系统接线特征描述 45
42 厂电系统保护设计 47
421 3号高厂变 47
422 6kV厂工作母线 49
423 低压厂变压器 50
424 400V PC母线接开关 53
结 56
致谢 58
参考文献 59
附 录 61
附录2 66
附录3 72
前 言
着电力工业迅速发展国发电机变压器单机容量断增600MW机组已较普遍1000MW机组断增特国型发电工程（三峡二滩龙滩秦山二期岭澳二期等）均已完成设计已投入运行电力系统正着机组超高压电网方发展时继电保护技术断进步现国外继电保护技术发展趋势：计算机化网络化智化保护控制测量数通信体化[1]
继电保护装置指反应电力系统中电气元件发生障正常运行状态动作断路器跳闸发出信号种动装置[2]广泛应电力系统农网型发电系统电网电气设备安全运行保证实践表明发电机变压器保护运行中正确动作率长期偏低型发电机变压器中型相身新特点型发电厂进行继电保护配置关系着型发电厂安全灵活济运行关系着电力系统安全济运行国民济生活发展
继电保护装置基务：
1） 动迅速选择性障元件电力系统中切障元件免继续遭破坏保证障部分迅速恢复正常运行
2） 反应电气元件异常运行状态根运行维护条件（常值班员）动作信号便值班员时处理装置动进行调整继续运行会引起损坏发展成事电气设备予切[3]
完成务必须技术满足选择性速动性灵敏性性四基求型发电厂进行继电保护配置时应量满足协调四基求
设计研究发电机变压器发变组母线厂电系统保护配置问题型发电厂中型发电厂相具新特点单机容量般较继电保护求更高首先介绍发电机变压器发变组特点保护配置方式特点进行阐述母线作发电厂重元件保护配置方式非常关键设计阐述双母线台半断路器接线6~10kV母线保护配置方式提出断路器失灵保护提高母线保护性措施针目前发电厂厂系统继电保护整定计算规程导设计厂电系统保护配置原整定计算原进行整理低压厂电系统保护间配合进行研究实际厂电系统进行体保护配置方案设计
第章 型机组母线继电保护配置
中国电力企业联合会公布2005年全国电力工业发电统计年报显示截2005年底全国已拥百万千瓦级发电厂129座型发电厂中单机容量较种型发电厂根发电机变压器结构特点配置合适保护
容量机组发电机变压器组单元接线高压超高压电网直接相连电力系统中占十分重位发电机变压器组配置原单独发电机变压器配置原相章单独发电机变压器保护配置原进行具体叙述重点型发电机变压器组保护配置进行讨
11 型发电机变压器保护配置概述
111 型发电机组特点继电保护求
着电力工业飞跃发展机组陆续投运发电机组单机容量断增型发电机设计结构工艺运行诸方面出现许特点相应继电保护提出新求
设计结构工艺方面型发电机组中型机组方：
1） 容量机组体积容量成例增效材料利率高直接影响机组惯性常数明显降低发电机容易失步必装设失步保护
[4]
2） 发电机热容量铜损铁损明显降定子绕组转子表面负荷力降低确保型发电机组安全运行条件充分发挥负荷力应装设具反时限特性负荷保护电流保护
3） 电机参数增增发电机满载突然甩负荷引起电压较严重
4） 型机组材料利率高必须采复杂冷方式障率增加
5） 单机容量增汽轮发电机轴长度直径明显加机组振荡加剧匝间绝缘磨损加快时候引起冷系统障应灵敏匝间短路保护漏水保护（水冷机组）
运行方面：
1） 单机容量发电机保护拒动误动均造成十分严重果型机组继电保护技术求更高
2） 型机组励磁系统更复杂障率发电机电压失磁障变压器激磁障性
3） 异常工况运行型机组求装设相应保护继电器
4） 型汽轮发电机组起停机特费时费钱外型机组突然跳闸机辅机造成程度某损伤必需情况型汽轮发电机组频繁起停更轻易紧急跳闸停机设计保护出口电路时应注意
5） 型机组般发电机变压器单元制接线机端厂分支般均设高压断路器发电机失磁机端电压严重降设计保护时必须注意厂电安全
112 型发电机障异常运行方式保护方式
发电机安全运行保证电力系统正常工作电质量起着决定性作时发电机身十分贵重电气元件应该针种障正常运行状态装设性完善继电保护装置
发电机障类型：定子绕组相间短路定子绕组相匝间短路定子绕组单相接转子绕组点接两点接转子励磁回路励磁电流消失
发电机正常运行状态：外部短路引起定子绕组流负荷超发电机额定容量引起三相称负荷外部称短路称负荷引起发电机负序电流负荷突然甩负荷引起定子绕组电压励磁回路障强励时间长引起转子绕组负荷汽轮机汽门突然关闭引起发电机逆功率等
针障正常运行状态根规程规定般型发电机配置保护：
短路障保护：差动保护横差动保护完全差动保护零序电流保护转子二次谐波电流保护100定子接保护励磁回路接保护等等
短路障备保护：流保护复合电压启动流保护负序电流保护单元件低压启动流保护等
异常运行保护：低励失磁保护失步失步预测保护负序电流保护励磁保护负荷保护电压保护逆功率保护低频保护CT断线保护等
113 型变压器障异常运行方式保护方式
变压器电力系统缺少重电气设备障供电性系统安全运行带严重影响时容量变压器非常贵重设备应根变压器容量等级重程度装设性良动作继电保护装置
型电力变压器均三相三铁芯柱式三单相变压器组成三相组式变压器超高压容量变压器均采YNd联结组实际运行中YNd11
1 变压器障
障点位置变压器障分类油箱障油箱外障
1） 油箱障变压器油箱障侧相间短路电流接系统侧单相接短路相部分绕组间匝间短路
2） 油箱外障变压器油箱外障指变压器绕组引出端绝缘套引出线障相间短路（两相短路三相短路）障电流接系统侧接障低压侧接障
2 变压器异常运行方式
型超高压变压器正常运行方式：系统障原引起负荷电流系统电压升高频率降低引起励磁接运行变压器中性点电位升高变压器油箱油位异常变压器温度高冷器全停等
3 变压器保护般配置
变压器短路障时会产生短路电流变压器严重热甚烧坏变压器绕组铁芯特变压器油箱短路障伴电弧短路电流造成变压器着火外变压器外部障短路电流产生电动力造成变压器体绕组变形损坏
变压器异常运行会危变压器安全果时发现处理会造成变压器障损坏变压器
确保变压器安全济运行变压器发生短路障时应快切变压器变压器出现正常运行方式时应快发出报警信号进行相应处理 变压器配置整套完善保护装置必
1） 短路障保护
变压器短路障保护差保护重瓦斯保护压力释放保护外根变压器容量电压等级结构特点配置零差保护分侧差动保护
2） 短路障备保护
目前电力变压器采较短路障备保护种类：复合电压闭锁流保护零序电流零序方电流保护负序电流负序方电流保护复合电压闭锁功率方保护低阻抗保护等
3） 异常运行保护
变压器异常运行保护负荷保护励磁保护变压器中性点间隙保护轻瓦斯保护温度油位保护冷器全停保护等
12 型发电机变压器组特点继电保护配置
容量机组发电机变压器组单元接线高压超高压电网直接相连电力系统中占十分重位结构复杂造价昂贵旦障遭破坏济必然会受损失考虑容量发电机变压器组继电保护整体配置时应强调限度保证机组安全限度缩障破坏范围避免必突然停机某异常工况采动处理装置特避免保护装置误动拒动仅求性高灵敏性选择性强快速性保护继电器求继电保护整体配置量做完善合理力求避免繁琐复杂[5]
121 型发电机变压器组特点
1） 发电机出口支接高压厂变压器外机端负荷
2） 发电机出口支接高压厂变压器高压侧均装设断路器
3） 升压变压器高压侧中性点直接接放电间隙接运行
4） 发电机中性点般消弧线圈（欠补偿）接变压器二次电阻（高阻）接运行
5） 支接高压厂变压器低压侧般高阻中阻接系统[6]
6） 汽轮发电机三相绕组中性点侧引出方式：
a） 4引出端图11(b)示定子绕组双星形接线中星形接线绕组三相端子引出机外外星形接线绕组引出中性点装设发电机发变组完全差保护
两套保护中性点侧电流互感器均星形接线三相分支绕组中性略低中性点侧6引出端方案时装设零序电流型高灵敏横差保护
b） 4引出端图11(b)示定子绕组双星形接线中星形接线绕组三相端子引出机外外星形接线绕组引出中性点
图11 发电机中性点侧端子引出方式
装设发电机发变组完全差保护两套保护中性点侧电流互感器均星形接线三相分支绕组中性略低中性点侧6引出端方案时装设零序电流型高灵敏横差保护
c） 2引出端两星形接线绕组中性点引出机外相分支绕组均引出发电机保护装设零序电流型高灵敏横差保护障分量负序方保护（微机型）零序电压保护等装设发电机发变组完全完全差保护
d） 3引出端发电机三相中性点侧引出机外装设零序电流型高灵敏横差保护完全差保护装设传统完全差保护反映相间短路匝间短路分支开焊障必须设保护
水轮发电机机空间发电机中性点侧分支互感器安装机壳部外部实现两套完全差保护裂相横差零序电流型高灵敏横差保护国已型水电厂实现种保护配置方案
122 型发电机变压器组继电保护特点
着容量机组型发电厂出现发电机变压器组接线方式电力系统中获广泛应发电机变压器成组连接相工作元件够发电机变压器中某性相保护合成全组公保护[7]例装设公差动保护电流保护负荷保护等样结合发电机变压器组继电保护变较简单济
现发变组保护特点说明：
1 发变组差动保护
1） 发电机变压器间断路器时般装设整组公差动保护图12（a）示
2） 容量发电机组发电机应补充装设单独差动保护图12（b）示水轮发电机组绕组直接冷汽轮发电机公差动保护整定值15倍发电机额定电流时发电机应补充装设单独差动保护
3） 发电机变压器间断路器时发电机变压器应分装设差动保护图12（c）示
4） 发电机变压器间分支线时（厂电出线）应分支线包括差动保护范围接线图12（c）示时分支线电
图12 发电机变压器组差动保护点相原理图
流互感器变应发电机回路相
2 发电机电压侧单相接保护
发变组发电机系统间没电联系发电机定子接保护简化
表12 发电机定子绕组单相接障电流允许值
发电机额定电压kV
发电机额定功率MW
接电容电流允许值A
63
≤50
4
105
汽轮发电机
50~100
3
水轮发电机
10~100
138~1575
汽轮发电机
125~200
2①
水轮发电机
40~225
18~20
300~600
1
① 氢冷发电机接电流允许值25A
发变组发电机中性点般接消弧线圈接发生单相接接电容电流（补偿接电流）通常表12允许值接保护采零序电压保护作信号容量发电机应装设保护范围100定子接保护
3 发电机定子绕组匝间短路保护
谓匝间短路指相绕组间绝缘破坏导致相分支间相分支绕组间短路
直针发电机设匝间保护存争年国然型水轮发电机定子绕组保护已广泛采单元件高灵敏横差保护完全差保护障分量负序方保护裂相横差保护相间短路匝间短路分支开焊障构成双重三重保护型汽轮发电机设匝间短路保护认型汽轮发电机相槽线棒数量少发生匝间短路率低目前匝间短路保护装置灵敏性性均理想已装设已退出运行国外引进型发电机组装设匝间短路保护相关研究表明型汽轮发电机相槽约占50发生匝间短路率会匝间短路保护旦发生匝间短路没继电保护功发电机会持续匝间短路电流损伤导致定子铁心严重烧坏差保护等障发展相间短路会动作发电机定子铁心利[8]
匝间短路单元件式裂相式横差保护完全差保护技术性装设保护发电机中性点侧必须引出64端子前面已予讨着电机制造技术进步发电机中性点侧引出64端子问题
123 型发电机变压器组继电保护配置原
1） 切实加强型发电机变压器组保护保证保护范围点发生种障均双重重原理保护选择性快速灵敏切障机组受损伤轻电力系统影响
2） 切实加强保护前提时注意落实备保护简化复杂备保护配置方案仅必运行实践证明害具体说型发电机机端变压器低压侧装设备保护仅变压器高压侧配置反应相间短路单相接备保护作变压器高压母线障变压器引线部分障备时提高安全性备保护均联锁跳高压母线联络断路器分段断路器
3） 变压器高压侧相间短路备保护高压母线两相金属性短路灵敏度等12整定条件首先考虑采电流保护灵敏度够改段简易阻抗保护设振荡闭锁环节05~10s延时取选择性避越振荡应电压回路断线闭锁电流起动元件励方式发电机应校核短路电流衰减电流低阻抗保护影响采取相应技术措施例低电压保持电流保护电压控制电流保护精确工作电流足够低阻抗保护
4） 双重化原：继保规程（GB 14285—1993）2225条规定：300MW汽轮发电机变压器组应装设双重快速保护装设发电机联差动保护变压器联差动保护发电机变压器联差动保护发电机变压器间断路器时装设双重发电机联差动保护种保护方案发电机部种相间短路匝间短路定子绕组开焊障均双重快速保护时发电机独立运行时机端引线相间短路快速保护相分支数2时相中性点侧装设互感器分支数应等n2(n相分支数)采种保护配置方案时完全舍弃零序电压保护二次谐波转子电流保护
124 型发电机变压器组继电保护总体配置情况
型机组保护装置分短路保护异常运行保护两类
短路保护反应保护区域发生种类型短路障障造成机组直接破坏类保护重防止保护装置断路器拒动保护备保护分
异常运行保护反应种机组造成危害异常工况工况会快造成机组直接破坏类保护装置般装设套专继电器设备保护[9]
发电机变压器组保护发电机变压器单独工作时保护类型选择基相保护象发电机变压器外包括高压厂变压器励磁变压器等厂分支面附图1示汽轮发电机变压器组例说明型发电机变压器组继电保护总体配置情况列附表1中
减少机组全停次数缩短恢复正常供电时间保护装置动作控制象保护性质选择性求保护出口般现象：
1） 全停：断开出口断路器灭磁断开高压厂电源断路器关闭汽门锅炉甩负荷
2） 解列灭磁：断开出口断路器灭磁断开高压厂电源断路器汽机甩负荷锅炉甩负荷
3） 解列：双绕组变压器断开出口断路器三绕组变压器高中压侧保护断开侧断路器
4） 母线解列：双母线系统断开母线联络断路器
5） 减出力：减少汽轮机输出功率
6） 信号：发出音响光信号
更解型发电机变压器组继电保护配置情况里列举某型发电厂发变组继电保护配置图示见附图2
13 母线保护配置
母线发电厂变电站重组成部分连接着许重元件起着汇集分配电作母线工作性直接影响着发电厂变电站工作性母线方式母线保护方式选择运行保证电力系统安全运行重环节目前国母线方式双母线双母分段单母线单母分段角形母线等
131 母线保护般配置原
般说采专门母线保护利供电元件保护装置母线障切障切时间般较长外双母线时运行母线分段单母线时述保护保证选择性切障母线列情况应装设专门母线保护：
1） 110kV双母线分段单母线保证选择性切组（段）母线发生障组（段）障母线继续运行应装设专母线保护
2） 110kV单母线重发电厂35kV母线高压侧110kV重降压变电35kV母线装设全线速动保护求必须快速切母线障时应装设专母线保护
满足速动性选择性求母线保护差动原理构成[10]实现母线差动保护必须考虑特点母线般连接着较电气元件（线路变压器发电机等）发电机差动保护样简单接线加实现母线元件少实现差动保护基原适
专母线保护完全电流差动母线保护电流相式母线保护母线保护方式带制动特性母线保护电压差动母线保护线性互感器构成母线保护封闭母线保护相位较例差动母线保护等
132 高压接线母线保护配置
1 双母线保护配置原
双母线常组母线运行方式工作母线发生障造成全部停电需连接元件倒换组母线恢复供电缺点发电厂重变电站高压母线采双母线时运行（母线联络断路器常投入）组母线连接约12供电受电元件样组母线出现障时需切障母线组母线连接元件继续运行提高供电性种时运行双母线求母线保护应判断母线障具选择障母线力
四分段双母线例适四分段双母线保护：
1） 电流差动母线保护
2） 带制动特性电流差动母线保护
3） 电压差动母线保护
4） 相位较例差动母线保护
母线保护应考虑特点：
1） 段母线发生短路时短路电流母线流出
2） 连接元件两段母线间进行切换
3） 段母线通分段断路器母联断路器段母线相连
4） 母联分段断路器电流互感器间发生短路应利断路器失灵保护切
2 台半断路器接线母线保护配置
台半断路器接线母线指两连接元件通三断路器连接两组母线种接线方式母线具供电高度运行调度灵活倒闸操作方便等优点外母线短路时影响连接元件继续供电母线短路断路器失灵时停电范围减500kV变电站220kV重发电厂枢纽变电站般采种接线方式母线
台半断路器接线母线短路时特点求：
1） 系统稳定性影响求母线保护必须快速动作
2） 系统容量外部短路时电流互感器易饱求保护具良躲避衡电流力
3） 组母线短路时图13示母线ⅠK1点发生短路断路器QF9处断开状态线路L2侧电源容量较时流短路点电流时通QF4电流母线流出求保护动作种情况电流相位较式母线保护反应母线障
单母线双母线保护通常安全性放重位置正常运行外部短路时果母线保护误动作造成变电站部分全部停电台半断路器接线母线母线保护误动作影响连接元件连续运行改变潮流分布果区短路时母线保护拒动障母线连接元件侧备保护延时切严重影响系统稳定性台半断路器接线母线保护求性（拒动）安全性（误动）更高提高保护性通常采保护双重化采工作原理两套母线保护套保护应分接电流互感器二次绕组应独立直流电源出口继电器触点应分接通断路器两独立跳闸线圈等
图13 母线障时电流流出母线示意图
台半断路器接线母线母线侧断路器通隔离开关母线连线（图中未画出）种母线相两组单母线存连接元件组母线切换组母线情况样简化保护接线需组母线装设前述电流差动母线保护够效切障母线
条线路停图13示L3线路侧开关QS（元件未画出）断开时线路保护均停该范围短引线发生障K2点保护切障需设置短引线联差动保护仅QS断开时投入该保护快速切障
根台半断路器母线短路时特点母线保护求通常采带率制动式电流差动母线保护原理接线图见图14
图14 带率制动式电流差动母线保护原理接线图
133 6～10kV母线保护配置
1 6～10kV母线特点保护求
目前发电厂6~10kV母线般采单母线分段接线方式
6~10kV母线通常接较馈电线路般达10~20回减短路容量馈电线路采断流容量轻型开关设备馈电线路出线端分段断路器回路中装设电抗器馈电线路断路器设备电抗器发生短路条件选择馈电线路断路器电抗器间短路供电元件断路器切
发电厂厂电两种供电方式种厂变压器供电种厂电抗器供电油浸式厂变压器般布置屋外高压侧段引线穿墙套接屋开关柜变压器身高压侧引线障变压器差动保护电流速断装置切变压器高压侧断路器应切高压侧断路条件选择厂变压器发生障时求母线保护动作母线发生短路时应厂变压器断开备变压器迅速动投入保证该段厂母线连续供电
厂电抗器断路器馈电线路样采轻型断路器该断路器厂电抗器均装设屋配电装置中述点发生短路率较样母线发生短路时母线保护应断开厂电抗器备厂电抗器迅速动投入保证厂母线供电[11]
2 配置原
1） 6~10kV分段母线列运行双母线列情况应装设专母线保护：
a） 需快速选择切段组母线障保证发电厂电力网安全运行重负荷供电时
b） 线路断路器允许切线路电抗器前短路时
2） 电源支路常接母线运行时宜电源支路（发电机外）装设单独电流闭锁电压速断保护
3） 单母线电源支路母线等情况时发电机变压器备保护实现母线保护
134 断路器失灵保护
谓断路器失灵保护指障线路继电保护动作发出跳闸信号断路器拒绝动作时够较短时限切发电厂变电站关断路器停电范围限制种备保护称备接线
产生断路器失灵障原方面断路器跳闸线圈断线断路器操作机构失灵等高压电网断路器保护装置应具定备保护便断路器保护装置失灵时效切障重220kV干线路针保护拒动通常装设两套独立保护（保护双重化）针断路器拒动断路器失灵专门装设断路器失灵保护
1 装设断路器失灵保护条件
断路器失灵保护系统障时断路器失灵双重障情况保护允许适降低求仅终切障装设断路器失灵保护条件：
1） 线路保护采备方式线路障断路器发生拒动时应装设断路器失灵保护时断路器失灵保护障切
2） 线路保护采远备方式线路障断路器确发生拒动线路变压器备保护切障扩停电范围引起严重果时应装设断路器失灵保护切障线路位组（段）母线关断路器停电范围限制
3） 断路器电流互感器间发生障该回路保护切断路器变压器备保护切扩停电范围引起严重果时应装设断路器失灵保护
4） 相邻元件保护远备保护灵敏度够时应装设断路器失灵保护
5） 分相操作断路器允许单相接障校验灵敏度时应装设断路器失灵保护
2 断路器失灵保护求
1） 失灵保护误动母线保护误动样影响范围广必须较高性（安全性）应发生误动作
2） 失灵保护首先动作母联断路器相邻元件保护已相继动作切障时失灵保护仅动作母联断路器
3） 保证误动前提应较短延时选择性切关断路器
4） 失灵保护障鉴元件跳闸闭锁元件应断路器线路设备末端障足够灵敏度
135 提高母线保护性措施
1 母线保护方式选择
母线接线方式种单母线双母线台半断路器母线四分段双母线方式适母线保护方式首先应适应母线运行求次应考虑着运行方式变化连接元件负载电流母线部
外部发生短路时短路电流范围发生变化利条件求选母线保护足够灵敏度次短路电流电力系统中母线保护快速动作重素母线保护接线应力求简单选继电器器件求性良保护屏接线布置求便检查调试更换条件
2 电流互感器选择
1） 电流互感器配置：般情况电流互感器安装线路侧断路器电流互感器间发生短路必须利带时限断路器失灵保护切切短路时间延长外增电力系统连接元件工作时间动稳定求严格500kV系统220kV系统容量电源侧采取断路器两侧配置组电流互感器线路保护母线保护范围互相重叠断路器电流互感器间发生短路线路两侧保护时限切
2） 电流互感器接入：保证交流电流回路安全求母线保护接组专电流互感器二次线圈某情况电流回路中需接入负载应通中间变流器接入减负载阻抗起见电流互感器二次侧般应专电流端子箱接接控制室保护屏
3） 电流互感器误差求：接母线保护电流互感器值误差应10
3 母线保护直流电源
母线保护直流电源应通专熔断丝供电直流回路中应接入监视电源继电器失直流电源时监视继电器返回常闭触点接通中央信号屏光字牌发出警告信号
4 母线保护双重化
考虑母线保护接线较复杂双母线等母线方式般采取母线保护双重化措施仅台半断路器母线方式中采双重化母线保护
5 母线保护闭锁措施
防止母线保护误碰误通电引起误动作般加设闭锁措施常闭锁措施种闭锁触点串接出口继电器线圈回路中种闭锁触点跳闸回路触点相串联
第二章 厂电系统保护配置原
21 厂电系统概述
发电厂起动运转停役检修程中量电动机拖动机械设备保证机组设备（锅炉汽轮机水轮机发电机等）输煤碎煤灰尘水处理正常运行电动机全厂运行操作试验检修明电设备等属厂负荷总耗电量统称厂电[12]
般发电厂厂电系统分部分：
1） 发电厂车间全部电动机
2） 发电厂明
3） 种电压等级厂电配电装置
4） 直流装置
5） 供电厂电电源
厂电性电力系统安全运行非常重着超界参数容量机组双水冷发电机冷方式计算机实时控制采核电厂出现厂电性提出更高求[13]必须认真考虑合理厂供电电源取方式工作电源接线方式合理配置厂机械运行中厂机械进行正确维护科学理正确选择电动机类型容量台数外应配备完善继电保护动装置
22 厂电系统保护配置原
厂电系统设备繁设备配置保护种类较根设计验厂电系统保护配置原总结
221 高压厂工作备（起动）变压器保护配置
1 高压厂工作变压器保护
高压厂工作变压器应装设列保护：
1） 联差动保护：高压厂工作变压器容量6300kVA时应装设联差动保护变压器容量6300kVA时电流速断灵敏度够装设联差动保护容量发电机变压器组高压厂变压器高压侧断路器保护应动作发电机变压器组总出口继电器侧断路器灭磁开关跳闸保护灵敏系数低2
2） 电流速断保护：变压器容量6300kVA时果灵敏度足够采电流速断保护保护瞬时动作侧断路器跳闸防御变压器部高压侧引出线相单相接短路
3） 瓦斯保护：容量800kVA油浸式变压器应装设瓦斯保护防御变压器油箱部障油面降低容量400kVA车间油浸式变压器应装设瓦斯保护
4） 电流保护：防御变压器外部相邻元件相间短路引起电流作瓦斯保护联保护（电流速断保护）备保护变压器供电2分段时应分支分装设电流保护采两相两继电器式接线带时限动作分支断路器跳闸保护灵敏系数低15分裂变压器电流保护灵敏系数够时应采取措施加解决采低电压起动电流保护时低电压继电器分两段厂母线电压互感器引接
5） 单相接保护：变压器高压侧电缆接10~35kV电压母母线接装设单相接馈线时变压器装设单相接保护选择性指示厂变压器高压侧单相接障变压器高压侧硬母线软导线接10~35kV母线般
距离较短硬母线软导线发生单相接障性少馈线装单相接保护变压器装设单相接保护
6） 低压侧分支联差动保护：高压厂变压器低压侧带两分段时变压器厂配电装置间电缆两端均装设断路器分支障会引起发电机变压器组断路器动作时分支应分装设联差动保护保护两相两继电器接线方式构成瞬时动作分支两侧断路器跳闸保护灵敏系数低2
2 高压厂备起动变压器保护
高压厂备变压器起动变压器应装设列保护
1） 联差动保护：10000kVA带公负荷6300kVA2000kVA采电流速断保护灵敏性符合求变压器应装设联差动保护保护范围包括分支线保护构成方式工作变压器
2） 电流速断保护：10000kVA带公负荷6300kVA变压器灵敏系数满足求装设电流速断保护保护般采三相三继电器式接线保护装置瞬时动作变压器侧断路器跳闸分裂变压器电流保护灵敏系数够时采低电压起动电流保护时低电压继电器般变压器低压侧电压互感器引接种方案需元件接线复杂工程采复合电流保护方案保护负序电流元件单相电流元件组成保护方案元件少接线简单
3） 瓦斯保护电流保护高压侧接保护（保护构成方式工作变压器）
4） 备分支电流保护（保护构成方式备电抗器）
222 低压厂工作备变压器保护配置
低压厂工作备变压器应装设列保护
1） 电流速断保护：防御绕组部引出线相间短路保护两相两继电器接线方式构成瞬时动作高压侧断路器低压侧具备电源动投入装置空气开关跳闸
2） 联差动保护：容量2000kVA电流速断保护灵敏性满足求时应装设差保护保护瞬间动作变压器侧断路器跳闸
3） 瓦斯保护：装800kVA户外变压器室400kVA变压器轻瓦斯动作信号重瓦斯动作跳闸跳闸范围电流速断保护
4） 电流保护：作电流速断保护备外变压器低压侧单相短路足够灵敏度时作防御变压器低压侧单相接短路保护提高灵敏度采两相三继电器接线方式保护带时限动作跳闸跳闸范围电流速断保护
5） 零序电流保护：防御变压器低压侧单相短路变压器高压侧电流保护低压侧单相短路灵敏度足时低压侧中性装设零序电流保护
6） 单相接保护：连接高压厂电系统中出线装单相接保护时变压器高压侧装设单相接保护保护装置构成方式电抗器单相接保护
7） 低压侧厂分支线电流保护零序电流保护具两厂分支线低压厂工作变压器低压厂备变压器某分支线障时影响分支线正常运行厂分支线般应装设单独电流保护零序电流保护
223 厂工作备电抗器保护配置
1 厂工作电抗器保护配置
厂工作电抗器应装设列保护：
1） 联差动保护：快切电抗器电缆中相短路障加速备电源动投入般装设两相继电器式联差动保护采允许切电抗器前短路障断路器考虑装设闭锁速动保护装置：
a） 电抗器前短路稀少
b） 断路器间隔设备（引线电流互感器等）电抗器发生障时短路电流条件选择
c） 情况电抗器前障等母线发电机变压器组速动保护切
差保护采两相两继电器式接线电流继电器构成时差动回路中装设5Ω电阻减非周期分量电流保护性影响
2） 电流保护：保护电抗器回路相邻元件相间短路障保护装置采两相两继电器式接线带时限动作两侧断路器跳闸电抗器供电2分段时应分支装设电流保护保护接线原带时限动作分支断路器跳闸
3） 单相接保护：电抗器接电压系统中出线装单相接保护时电抗器回路需装设单相接保护便选择性反应单相接障保护1接零序电流互感器电流继电器构成电抗器接出电缆2根根电缆分装设零序电流互感器时应互感器二次线圈串联接电流继电器电缆终端盒接线应穿零序电流互感器保证保护正确动作保护带时限动作信号
2 厂备电抗器保护配置
厂备电抗器装设列保护：
1） 电流保护：（厂工作电抗器相）备分支电流保护备电源动投入永久性障时分支流保护应加速跳闸
2） 单相接保护：（厂工作电抗器相）
厂备电抗器线路分支线较时系备存加速备电源动投入问题装设联差动保护电流速断保护
224 3～10kV高压厂电动机保护配置
高压厂电动机应装设列保护：
1） 联差动保护：电动机容量2000kW时皆应装设联差动保护容量2000kW具六引出线重电动机必时装设防御电动机部引出线相障
2） 电流速断保护：防御电动机相短路
3） 单相接保护：电动机正常备电源投入时单相接电容电流10A装设单相接保护母线引出馈电线路装设接保护厂母线母线电联系时厂电动机装设接保护
4） 负荷保护：生产程原易发生负荷电动机应装设负荷保护
5） 低电压保护：装设原表21示：
225 380kV低压厂电动机保护配置
低压厂电动机配置保护：
1） 相短路保护：根电动机回路中保护操作设备方式构成：
a） 熔断丝磁力起动器接触器组成回路熔断器作相短路保护
b） 动空气开关磁力起动器接触器组成回路动空气开关身短路脱扣器作相短路保护
c） 动空气开关控制容量ⅠⅡ类电动机开关身短路脱扣器保证动作时允许短路脱扣器拆行装设继电器满足灵敏度求采接相电流
差二相继电器二相二继电器接线保护装置瞬时动作跳闸目前采行装设继电器保护方式
2） 零序保护：相短路保护保证单相接灵敏度时行装设零序保护
表21 厂电动机低电压保护般配置原[14]
厂机械电动机分类
序号
机械名称
低电压保护装置
Ⅰ类电动机
易遭受负荷电动机
1
2
3
水泵
凝结水泵
循环水泵
动投入备机械时装设低电压保护装置9～10s时限动作断路器跳闸否装设低压保护装置
4
送风机
装设低电压保护装置9～10s时限动作断路器跳闸
5
6
7
8
9
备励磁机
尘器洗涤水泵
消防水泵
排粉机
吸风机
装设低压保护装置
易遭受负荷电动机
10
直吹炉制粉系统磨煤机
装设低电压保护装置9～10s时限动作断路器跳闸
ⅡⅢ类电动机
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
中间煤仓制粉系统磨煤机
灰渣机
灰浆泵
碎煤机
扒煤机绞车
空气压缩机
热网水泵
洗水泵
热网凝结水泵
软水泵
喷射水泵
装设低电压保护装置05s时限动作断路器跳闸
易遭受负荷电动机
3） 负荷保护：生产程原易发生负荷电动机装设保护
4） 低电压保护：保护装设原高压电动机相电动机操作设备接触器磁力起动器时吸铁线圈低电压时动释放需专低电压保护
般厂高低压电动机保护配置见表22
226 备电源动投入装置
发电厂厂电系统中旦发生障引起果十分严重必须加强厂电供电性电厂厂电讲采环网供电厂电系统运行继电保护装置更加复杂化反会造成表22 厂高低压电动机保护配置表[15]
电动机类型
相间短路保护
单相接保护
负荷保护
低电压保护
两相运行保护
速断
差动
电流
3~10kV2000kW异步电动机
—
装设
装设
单相接电流5A时装设
生产程中易负荷装设
装设②
—
3~10kV2000kW异步电动机
装设
速断保护灵敏度满足求时装设
380V异步电动机
装设
—
—
①
装设③
① 中性点直接接电动机容量≥100kW时装设中性点高电阻接时装设接障检测器
② 低压电动机操作设备磁力起动器接触器时外装设
③ 熔断器磁力起动器接触器组成回路装设
事采谓辐射型供电网络提高供电性采备电源动投入装置（AAT）装设备电源动投入缩短备电源切换时间提高供电间断性获较济效果保证身设备安全等
谓备电源动投入装置工作电源障断开动迅速备电源投入工作户切换备电源户致停电种装置
根电力装置继电保护动装置设计规范（GB 50062 92）第1101条规定列情况装设备电源备设备动投入装置(简称动投入装置)
1） 双电源供电变电配电中电源常断开作备
2） 发电厂变电配电互备母线段
3） 发电厂变电备变压器
4） 变电两台变压器
5） 生产程中某重机组备机组
动投入装置应符合列求（第1102条）
1） 保证备电源电压工作回路断开投入备回路
2） 工作回路电压原消失时动投入装置均应延时动作
3） 手动断开工作回路时起动动投入装置
4） 保证动投入装置动作次
5） 备电源动投入装置动作投障必时应保护加速动作
6） 备电源动投入装置中设置工作电源电流闭锁回路
厂电切换方式厂电系统安全性关系发电机组整电厂安全运行厂电切换整厂电系统安全重环节发电厂厂电切换基求安全目前国单位厂电系统切换方式问题认识统
厂电切换方式动作原分3类[16]：
1） 正常切换：般开停机程厂工作电源需安排检修恢复工作电源供电时保证操作程中厂电获电源厂电源备电源间切换通常采联切换方式采时切换串联切换视具体情况定
2） 事切换：发生母线障外障导致工作电源断开发变组厂变保护出跳工作电源开关时启动快切装置进行切换快切装置事先设定动切换方式进行分合闸操作
3） 正常切换：厂母线非正常电压降失压误操作导致工作电源切母线电压低整定电压达整定延时进行备电源代厂工作电源切换操作工作电源误切时切换条件满足时合备电源
着发电机组容量增厂电动机容量增容量电动机机电时间常数中容量电动机时间常数长工作电源突然断开厂母线处正常运行状态电动机群具量动磁厂母线保持着高反馈电压衰减慢反馈电压备电源电压间相角着时间变化逐渐扩备电源投入瞬间恰处第次
180o 反相时产生合闸击电流电动机达全压启动时2倍启动电流样合闸击电流电动机难承受备变压器会带严重果国规定200MW容量发电机厂备电源采快速切换限篇幅厂备电源快速切换原理里阐述
影响快速切换素开关动作速度系统接线运行方式负荷特性障类型外保护动作时间跳闸回路固时间厂电系统复杂特性快速切换保证100成功实际应中快速切换方式外采期捕捉方式残压方式作厂电切换备方式确保事时厂备电源投入[17]
第三章 厂电系统保护整定配合
31 厂电系统保护整定计算原
前发电厂厂系统继电保护整定计算规程导限篇幅里种较重保护整定计算原进行阐述
311 联差动保护
1 厂变压器联差动保护
容量高压厂变压器般需装设差保护保护保护动作电流列条件计算：
1） 正常运行情况防止电流互感器二次回路断线时引起差动保护误动作保护装置起动电流应变压器负荷电流
（31）
式中 ——系数般取13
——负荷电流负荷电流确定时采变压器额定电流
2） 躲外部短路时衡电流
变压器高低压侧电流互感器变完全满足求产生衡电流电流互感器变标准变设计难恰变压器变相匹配产生衡电流
（32）
——系数13
——非周期分量系数15～2
——互感器型系数取05（两侧电流互感器型号时1）
——互感器幅值误差系数正常情况取01
分析计算变压器差保护动作电流理计算公式
（33）
3） 躲变压器励磁涌流
差动保护躲励磁涌流需实际运行条件励磁电流波形特征进行分析励磁电流分析计算较复杂素（变压器结构形式接线方式电压突变初相角电流电压阻抗角铁心饱磁通剩磁通等）密切相关值应3～5倍额定电流
保护动作电流取述计算中值
灵敏系数
变压器联差动保护灵敏系数式校验
（34）
式中 ——系统运行方式变压器发生短路时短路电流求灵敏系数般低2
2 电抗器联差动保护
保护动作电流列条件计算：
1） 躲外部短路时衡电流
（3－5）
——系数13
——非周期分量系数15～2
——互感器型系数取05（两侧电流互感器型号时1）
——互感器幅值误差系数正常情况取01
——电抗器外部三相短路时流保护周期性短路电流
2） 避免保护电流互感器二次回路断线时误动作保护动作电流应电抗器负荷电流
（36）
式中 ——系数取13～15
——电抗器额定电流
保护动作电流取述两计算结果中较值
厂电动机联差动保护整定计算原变压器电抗器相似里赘述
312 电流速断保护
动作电流整定
连接相电流电流保护动作电流列条件整定：
1） 躲外部短路时流保护短路电流
（37）
式中 ——系数DL10型继电器采13～14GL10GL20型继电器采15～16
——运行方式变压器低压侧母线三相短路时流电流互感器电流值
2） 躲变压器励磁涌流（值应3～5倍额定电流）
保护动作电流取述两计算结果中较值
灵敏系数
（38）
式中 ——运行方式保护安装处两相短路时流电流互感器电流值
313 电流保护
电流保护厂电系统中重备保护种类较流保护复合电压启动流保护负序流保护单元件低压起动流保护低电压闭锁流保护等整定计算条件相装设位置保护象相关面简单介绍种电流保护整定计算原
1 高压厂电抗器变压器高压侧电流保护
保护动作电流列三条件计算：（整定计算式略）
1） 躲变压器（电抗器）带负荷需起动电动机起动电流
2） 躲低压侧分支负荷起动电流余分支正常负荷总电流
3） 低压侧分支电流保护配合
2 高压变压器高压侧低电压起动电流保护
电流保护动作值
（39）
式中 ——配合系数取11
——系数取12
——返回系数取085
灵敏系数
（310）
3 高压变压器高压侧复合电流保护
变压器高压侧带额定负荷运行时电流互感器相断线保护应误动作
负序电流元件整定值
（311）
式中 ——系数取13
——额定负荷运行时电流互感器相断线时负序电流值
4 高压变压器低压侧分支电流保护
保护动作电流列三条件进行整定：
1） 躲开段母线接电动机起动电流整定
2） 段母线电动机速断保护配合整定
3） 接段母线低压厂变压器电流保护配合整定
5 高压变压器低压侧低电压闭锁分支流保护
分裂绕组变压器采分支流保护灵敏系数15时应采低压起动电流保护低压元件高压侧低压起动电流保护低压起动元件合保护整定计算方法高压侧低电压闭锁电流保护整定计算方法相
低压厂变压器电流保护整定计算方法高压厂变压器整定计算方法致相里赘述
314 单相接零序电流保护
1 高压厂变压器（电抗器）单相接零序电流保护
保护动作电流满足两条件整定
1） 保证选择性
保护动作电流应躲保护线路电直接联系线路发生单相接障时保护线路身接电容电流
（312）
式中 ——系数瞬时动作信号时考虑渡程影响取4～5保护延时动作信号时取15～2
——保护线路身电容电流
2） 满足灵敏系数求
（313）
式中 ——保护线路单相接时障点总接电容电流值值电压级线路电容电流
——灵敏系数取125
接零序电流保护灵敏系数够设备选型困难时采接线零序方继电器
2 高压厂备变压器零序电流保护
零序电流保护安装变压器高压侧出口处
1） 躲变压器励磁涌流整定
2） 母线接时流零序保护装置电流整定
零序电流保护安装变压器中性线时保护整定值应出线零序保护配合整定值变压器零序电流保护里作介绍
3 低压厂变压器零序电流保护
低压侧中性点直接接系统零序电流保护动作电流列两条件整定：
1） 躲正常运行时变压器中性线流衡电流电流般应超低压线圈额定电流25
2） 相邻元件保护动作电流相配合：
a） 低压厂变压器分支线时低压电动机相间保护相配合躲未单独装设接保护容量电动机相间保护（兼作接保护）动作电流
b） 低压厂变压器分支时厂分支线零序保护相配合
4 低压厂分支线零序电流保护
保护动作电流列条件整定：
1） 躲正常时流厂分支线衡负荷电流
2） 躲未单独装设接保护容量电动机相间保护动作电流
低压厂变压器低压厂分支线零序电流保护熔断器熔丝配合整定熔断器拒绝熔断时零序流保护作备保护熔断器熔断时间特性反时限作备零序流继电器应该反时限特性二条反时限特性曲线互相配合
厂电系统非常复杂电厂保护配置种样实际进行保护整定计算时保护整定计算原作参考更重保护间配合样保证保护装置动作性选择性速动性灵敏性
32 低压厂电系统保护配合问题
321 概述
火力发电厂厂电系统分高压厂系统低压厂系统般配置台高压系统（6 kV10 kV）低压380V系统供电变压器着机组容量断增原单工作段配电模式已变低压动力中心（PC）电动机动力中心（MCC）工作模式[18]
实际运行发电厂厂电系统尤低压厂电系统继电保护配置种样发电厂低压厂电系统例PC电动机动力中心MCC电动机控制中心PC母线涉开关工作进线开关备进线开关电机开关MCC进线开关重电源开关火力发电厂厂电设计技术规定中规定低压厂电系统配电低压变压器需配置速断保护（反应低压母线障）定时限电流保护（反应变压器体低压母线相间短路障）接保护等变压器低压侧出线开关（低压母线进线开关）处否配置保护国设计传统设保护
规定中未做规定国外惯配置流保护开关带智脱扣器做保护母线带支路中容量电机配电线路（MCC进线）开关设计带脱扣器开关电机支路负荷电源般熔断器热继电器切障相间短路保护接短路保护配置没规程做统明确求低压系统火电厂工程设计项目时期设计思想接障设计配置零序流保护配置零序流保护样均整低压系统继电保护整定计算配合带问题运行年机组均发生低压电缆障低压变跳闸事例节试前机组厂低压系统整定配合问题进行分析探讨
低压厂电系统保护配合样需充分考虑保证协调保护性灵敏性速动性选择性低压厂电保护整定配合指电流保护间配合[19]发电厂厂电低压保护配合低压厂变压器保护低压动空气开关熔断器保护配合定时限反时限配合级动开关级动开关配合动开关级(级) 熔断器配合等开关型式技术参数保护特性线熔断器型式额定电流熔断特性曲线保护配合带麻烦具体分析说明种保护间相互配合繁琐没必条件进行校验配合电流应算380V 电压级次电流CT 电流保护低压断路器算脱扣器额定电流倍数电流保护皆应注意问题关保护整定计算前面叙述里略作赘述
保护选择性配合包括级保护电流配合时限配合两方面达保护配合求保护动作电流整定计算前面介绍整定计算公式计算外应注意满足级保护配合求
322 保护配合
1 断路器相邻电器保护配合求
1） 级断路器瞬时整定电流应级断路器进线处短路电流115 倍
2） 短延时流脱扣器次侧电流保护继电器配合级差根继电器定
3） 级断路器短延时整定电流应级断路器短延时（瞬时） 整定电流125 倍
4） 级熔断器配合断路器流脱扣器特性低级熔断器熔化特性(短路时>70ms)
5） 级熔断器配合：断路器流脱扣器熔断器延时部分相交留定时间间隔延时脱扣动作时间应相应电流熔断器熔断时间> 01s瞬时脱扣器时熔断器应短路电流限制断路器流脱扣器动作电流
6） 长延时电流脱扣器特性低保护象允许发热特性(电缆电动机变压器等) 确保保护象安全运行
7） 级断路器保护特性曲线级断路器保护特性曲线级保护范围外相交
8） 具短路延时断路器带欠电压脱扣器必须延时延时时间≥短路延时时间
9） 具备电源投求时应设低电压保护达AAT 投入带重负荷目
10） 厂低变高压侧流保护动作时间应低压侧分支开关动作时间高出ΔtΔt 通常取05s
2 低压断路器保护配合
1） 级断路器级断路器配合：
a） 级断路器短延时电流保护级断路器瞬时(延时) 电流保护配合系数kp般等125 取值级实际整定值校验kp≥125
b） 级断路器带瞬动电流脱扣保护时保证选择性级动作电流整定值应级断路器出口预期短路电流Kk 倍(系数Kk≥1 15) 满足条件困难时级应选择限流断路器短路电流限制级瞬动脱扣保护整定电流
c） 长延时保护确保级曲线级曲线方
2） 时间配合
a） 级断路器短延时时间级断路器瞬动电流速断保护短延时高出时间级差ΔtΔt 根级保护选择性配合求保护身整定调节范围01～06s 间选取目前常DW15MEAH 等断路器半导体保护取01～03s断路器断路器配合图31 示
b） 断路器级熔断器配合图32 示电源断路器选ME1600 整定值5000A 04s 时配合NT熔断器曲线应5000A03s 交点查安秒曲线通5000A 03s交点曲线NT400A400A熔断器均ME断路器配合
图31 断路器断路器配合
c） 断路器级熔断器配合图33 示假定MCC分支断路器选DZ20100出口处短路电流Id 6kA 级选NT 熔断器6kA熔断时间应断路器动作时间( 约001～002s) 加配合级差007s
查熔断器曲线通6kA009s交点曲线NT400A应选400ANT熔断器
图32 断路器级熔断器配合
图33 断路器级熔断器配合
d） 厂变零序保护应未装零序保护断路器相间保护相配合免级发生单相接短路时引起厂变误跳闸
应指出速断倍数配合会发生越级跳闸宜反时限曲线配合流保护带时限配合便指出断路器瞬动电流倍数制造厂订货时应指明脱扣器额定电流
323 选择性校验
保护配合校验时应保护动作速度快切障允许越级跳闸保证保护选择性确保快速性求特注意掌握原：级装什保护必须校验级相互间曲线配合级保护首端(级末端)发生短路电流处短路障流均允许级曲线级曲线相交留适时间间隔困难时设计应考虑限流措施否引起非选择性动作级越级跳闸校验示意图见图34
图34校验保护选择性配合示意图
324 配合求
长延时曲线间配合恰留足够时间间隔短延时间般宜取Δt 配合级差01～03s
具体整定计算配合电压级配合时较方便(推荐380V 侧)保护动作电流应折算次侧
开关保护整定应惯整定计算方法进行速断限时速断流保护整定计算整定值基数应该意整定某倍电流开关身带保护没外部CT 提供电流整定电流继电器方法进行整定述求计算结果选择合适脱扣器额定电流计算出保护动作电流倍数然进行具体保护动作值时间整定配合
保护整定配合否已满足选择性配合求应针系统分作代表性保护配合曲线应作低压厂电源进线开关PC 柜负荷开关回路
(找引起越级跳闸开关回路通常电动机保护整定值相回路较高)该段PC 柜熔断器熔断电流较熔断时间相较长回路校验否保证选择性抓住典型回路进行校验必面回路进行校验绘制配合曲线MCC 柜保安电源等系统应抓住进线回路进线回路面典型开关熔断器回路进行配合校验电厂细致样做工作系统分作出该系统典型配合校验做保护配合心中数基避免保护非选择性误动
关厂变380V 侧接零序保护配合校验直接接系统言应厂变中性点定时限反时限零序流保护级回路相配合(保证选择性般宜采变压器中性点零序速断保护)定时限保护时限保证选择性条件时级电流配合反时限零序保护配合校验原般电流保护
变压器高阻接零序保护必马跳闸须时限配合
目前低压断路器通常带三段式两段式保护原讲级保护配合应级电流保护级电流保护配合级延时速断保护级速断保护配合特殊情况级延时速断保护（短延时）级延时速断保护（短延时）配合[20]
第四章 实际厂电系统保护配置设计
41 厂电系统接线特征描述
图4－1示宾电厂厂电系统中3号高厂变分裂变压器高压侧通硬母线接3号发电机出口低压侧两分支分接6kV工作母线3A段3B段低压厂变通电缆馈线分接两段6kV厂工作母线低压厂变根接负荷类型进行分类明变电尘变锅炉工作变汽机工作变明变外变压器分AB 两组分应接6kV分段母线保证厂电供电性低压厂变低压侧通电缆接厂电PC母线厂电动机PC母线汲取电锅
炉汽机PC母线出线接厂电动机外接MCC母线前面提低压动力中心（PC）电动机动力中心（MCC）工作模式设备参数表41示
表41 宾电厂3号机组厂电系统设备参数
设备名称
参数
3号发电机
QFSN300220B 353MW
3号高厂变
SFF10500002050315315MVA
3号机明变
SCZB10500100500kVA
4号机明变
SCZB10500100500kVA
3A电尘变
SCB101600101600kVA
3B电尘变
SCB101600101600kVA
3A锅炉工作变
SCB1080010800kVA
3B锅炉工作变
SCB1080010800kVA
3A汽机工作变
SCB101600101600kVA
3B汽机工作变
SCB101600101600kVA
图4－1 宾电厂3号机组厂电接线图
42 厂电系统保护设计
结合前面述厂电系统保护配置整定配合原工程设计实践该厂电系统保护配置进行设计述：
421 3号高厂变
三号高厂变型号SFF10500002050315315MVA三相风冷双分裂绕组变压器容量50MVA
1 联差动保护
变压器容量50MVA远6300kVA根保护配置原保护配置联差动保护保护瞬时动作变压器侧断路器跳闸高压厂变压器高压侧断路器保护应动作发电机变压器组总出口继电器侧断路器灭磁开关跳闸
保护整定：
1） 式（31）保护装置起动电流：
（4－1）
式中 ——系数般取13
——负荷电流负荷电流确定时采变压器额定电流
：
（4－2）
2） 躲外部短路时暂态衡电流通常保护装置中IU变换部分通调整负载电阻实现做较精细调节基够消种衡电流影响
3） 躲变压器励磁涌流保护动作电流（带少许延时）值应
6～7倍额定电流8661A取述电流值8661A
4） 式（34）变压器联差动保护灵敏系数：
（4－3）
式中 ——系统运行方式变压器发生短路时短路电流值1725KA
灵敏系数2符合求
2 瓦斯保护
变压器容量800KVA油浸式变压器应配置瓦斯保护防御变压器部障油面降低
瓦斯保护轻重瓦斯保护分装油箱油枕间连接导变压器严重漏油轻微障时产生气体压力作引起轻瓦斯保护动作延时作信号变压器部严重障时变压器油绝缘材料分解产生量气体油箱气体导油枕动重瓦斯保护动作瞬时作跳闸
轻瓦斯保护动作值采气体容积表示整定范围通常250～300cm³里取250 cm³
重瓦斯保护动作值采油流速度表示整定范围通常06~15ms里取10ms
需说明：瓦斯保护然简单灵敏济动作速度较慢仅反映变压器油箱部障瓦斯保护需差动保护
3 备保护
备保护配置电流保护保护带时限动作侧断路器跳闸双分裂变压器应分支装设电流保护保护带时限动作分支断路器跳闸时
反应异常运行需装设负荷保护外需装设励磁保护
通硬母线接发电机出口般距离较短硬母线软导线发生单相接障性少设单相接保护
电流保护整定：
动作值取躲变压器带负荷需起动电动机起动电流
（4－4）
（4－5）
式中——系数考虑继电器启动电流误差复合电流计算准确等素引入1系数般取115～125
——返回系数般取085
——启动系数般取15～3
——正常运行时负荷电流
——启动时起动电流
422 6kV厂工作母线
首先该6KV厂工作母线属6~10kV分段母线列运行双母线符合设计第章中1332中关厂工作母线装设专母线保护求母线带厂变压器装设电流速断电流构成两段式完全差动保护电流速断保护作母线短路保护切母线电源回路流保护作电流速断保护引出线保护备保护
6kV分段母线完全电流差动母线保护原理接线图图42示
图42 6kV母线完全差动保护原理接线图
423 低压厂变压器
查表低压厂变变压器额定条件短路电压百分值：
明变：＝4
电尘变：＝6
锅炉变：＝8
汽机变：＝6
公式 （4－6）
：明变阻抗
电尘变阻抗
锅炉变阻抗
汽机变阻抗
1 3(4)号机明变
三号(四号)机明变型号SCZB10500100500kVA三相浇注式载调压防雷变压器容量500kVA变压器容量500kVA远6300kVA根保护配置原保护装设联差动保护装设电流速断保护反应变压器外部相间短路保护瞬时动作两侧断路器跳闸
1） 电流速断保护动作电流值整定：
连接相电流电流保护动作电流列条件整定：
式（37）躲外部短路时流保护短路电流
（4－7）
（4－8）
式中 ——系数DL10型继电器采13～14GL10GL20型继电器采15～16
——运行方式变压器低压侧母线三相短路时流电流互感器电流值
（4－9）
躲变压器励磁涌流应6～8倍额定电流值应2887A
保护动作电流取述两计算结果中较值2887A
灵敏系数
（4－10）
（4－11）
式中 ——运行方式保护安装处两相短路时流电流互感器电流值
2） 浇注式装设瓦斯保护
3） 备保护装设带时限电流保护装设变压器电源侧作变压器备保护兼作变压器低压侧引出线端附短路保护保护时限低压侧低压断路器动作时限相配合保护动作时限般整定05~07s
低压侧中性点直接接防御单相接障利相间短路电流保护兼作变压器低压侧单相接短路外应装设零序反时限电流保护(保证选择性般宜采变压器中性点零序速断保护)通常采反时限零序电流保护动作高压侧断路器跳闸低压断路器分励脱扣器跳闸零序电流保护时限级保护设备动作时限相配合通常整定07s外需装设励磁保护
2 3A（B）电尘变
3A（B）电尘变型号SCB101600101600kVA三相浇注式防雷变压器容量1600kVA
变压器容量1600KV6300KV根保护配置原保护装设联差动保护采电流速断保护备保护采电流保护零序反时限电流保护防御单相接保护动作侧断路器信号跳闸励磁保护配置方案整定原基3号机明变相电流速断动作值18018A
3 3A（B）锅炉工作变
3A(B)锅炉工作变型号SCB1080010800KVA三相浇注式防雷变压器容量800kVA配置方案整定原基3号机明变相电流速断动作值
4619A
4 3A（B）汽机工作变
3A(B)汽机工作变型号SCB101600101600KVA三相浇注式防雷变压器容量1600kVA配置方案整定原基3号机明变相电流速断动作值18018A
424 400V PC母线接开关
1 低压侧进线开关
400V进线般需装设复杂保护需装设短延时电流保护满足保护范围保护配合求般需设段电流定值时间段开关带智脱扣器做保护（智脱扣器常采保护三段式两段式电流保护典型三段式电流保护瞬时电流速断限时电流速断长延时电流保护）
1） 电流定值
a) 3(4)号机明变
（4－12）
b) 3A(B)电尘变
（4－13）
c) 3A(B)锅炉工作变
（4－14）
d) 3A(B)汽机工作变
（4－15）
2） 时间段 保护时限低压侧低压断路器动作时限相配合保护动作时限般整定05~07s
2 PC母线间母联开关
般采电流速断保护电流保护电压低采轻型断路器熔断器实现母线分段保护般设段电流定值时间段保护时限整定05s
3 MCC进线开关
需装设电流速断电流保护满足保护范围保护配合求保护配置接锅炉汽机PC母线间母联开关保护配置相
保护配置列表见表4－2示
厂电系统设备种样电厂保护配置特点厂电系统进行配置方面熟悉厂电系统配置整定原方面根厂电系统接线设备特点做级保护配合关系样保证保护装置动作性选择性速动性灵敏性保证厂电系统安全济运行
表4－2 厂电系统保护配置简表
序号
名称
保护方式
1
3号高厂变
联差动保护瓦斯保护
电流保护负荷保护励磁保护
2
6kV工作3A段母线
完全电流速断差动保护
完全电流差动保护
3
6kV工作3B段母线
2
低压厂变压器
4
3号机明变
电流速断保护电流保护
零序反时限电流保护励磁保护
5
3A（B）电尘变
4
7
3A（B）锅炉工作变
4
9
3A(B)汽机工作变
4
PC母线接开关
11
低压侧进线开关（开关4342）
智脱扣器保护电流保护
12
PC母联开关
电流速断保护电流保护
13
MCC进线开关
电流速断保护电流保护
结
着电力事业迅速发展国型发电厂数量断增型发电厂中单机容量般较已达1000MW种变化继电保护配置带定挑战确保发电厂整电力系统安全运行必须型发电厂中设备系统设计完善保护配置方案
设计针型发电厂中发电机变压器发变组母线厂电系统继电保护配置问题进行述
容量机组中型机组相结构设计工艺运行方面新特点保护新求型机组
发电机变压器组单元接线高压超高压电网直接相连文章先单独运行发电机变压器保护配置进行简述然着重针型发变组保护配置特点进行述根规程求型发变组求必须配置差保护实现双重化定子接障求配置100定子接保护定子绕组间障必配置匝间保护然中性点侧端子引出方式相关着技术水进步问题
母线发电厂中重元件型发电厂中高压接线般采双母分段台半断路器接线般求配置专母线保护量双重化台半断路器接线通常采带率制动式电流差动母线保护6～10kV母线般配置完全电流差动保护重断路器求装设断路器失灵保护防止断路器拒动限制障范围
厂电系统发电厂中较复杂部分涉设备较繁保护配置千差万目前没统规程导供参考厂电系统保护配置相难点设计根设计手册工程实践总结厂电系统设备保护般配置原整定计算原根原厂电系统配置保护装置外注意保护间配合保证协调保护性灵敏性速动性选择性保证反应设备元件障异常运行工况厂电系统保护配合指电流保护间配合保护选择性配合包括级保护电流配合时限配合两方面文章备电源动投入装置（AAT）进行阐述AAT厂电系统中具重作加强发电厂供电性型发电厂求正常事正常情况进行快速切换
保护配置应加强保护简化备保护量简化保护接线量满足协调选择性速动性灵敏性性四性外进行方案设计时考虑济行性样保证发电厂整电力系统安全济运行
致谢
半年忙碌工作次毕业设计已接尾声作科生毕业设计验匮乏难免许考虑周全方果没导师督促指导课老师学起工作事支持想完成设计难想象
里首先感谢导师李丹老师李老师日里工作繁做毕业设计程中予极帮助学期外面实忙工作毕业设计前期学校时间少正李老师悉心指导耐心帮解答种问题毕业设计利进行特月工作关系放弃原毕业设计题目申请更换题目时候李老师非没责怪帮助支持完成新毕业设计整毕业设计程中李老师断结进行总结提出新问题毕业设计课题够深入进行接触许理实际新问题做许益思考表示诚挚感谢衷敬意时感谢王艳杰老师毕业设计遇懂方请教您时正您耐心解答毕业设计利完成外直支持着父母帮助学事里表示衷心感谢
感谢母校－黑龙江科技学院感谢学校四年栽培教育正四年知识思想质飞跃
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附 录
附表1 型汽轮机发电机—双绕组变压器组配置继电保护装置出口控制象表
序
号
保护装置名称
组
保护装置出口
处
理
方
式
停汽机
停锅炉
跳
QB
跳QDM
跳
QB1
QB2
调汽门
切
换
励
磁
跳
母
联
发声光信号
Ⅰ
1
2
3
4
5
6
7
8
短路保护
发电机差动保护
升压变压器差动保护
高压厂变压器差动保护
发变组差动保护
全阻抗保护 t1
t2
高压侧零序保护 t1
t2
定子匝间短路保护
发电机励磁回路两点接保护
A
A
A
B
B
B
B
B
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
全停
全停
全停
全停
母线解列
解列灭磁
母线解列
解列灭磁
全停
全停
Ⅱ
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
异常运行保护
定子点接保护 Ⅰ段
Ⅱ段
发电机励磁回路点接保护
励磁机励磁回路点接保护
定子负荷保护 定时限
反时限
转子表层负序负荷保护 定时限
反时限
励磁回路负荷保护 定时限
反时限
低频保护
低励失磁保护 t0
t1 t3
t2
电压保护
逆功率保护 t1
t2
失步失步（预测）保护
励磁保护
断路器失灵保护
非全相运行保护
A
B
A
A
A
A
A
B
A
B
A
B
B
B
B
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
发信号
发信号
发信号
发信号
发信号
解列
发信号
解列灭磁
发信号
解列灭磁
发信号
发信号
解列灭磁
减出力
解列灭磁
发信号
解列灭磁
增减出力
解列灭磁
解列灭磁
解列
Ⅲ
23
24
25
26
27
辅助装置
电流回路断线保护
电压回路断线保护
出口装置
检测装置
电源装置
B
B
B
AB
AB
+
+
发信号
发信号
Ⅳ
28
29
厂6kV分支线保护
分支线差动保护 t0
t1
分支线电流保护 t1
t2
+
+
+
+
+
+
跳QB1QB2
QB3QB4
解列灭磁
跳QB1QB2
QB3QB4
解列灭磁
附图1 汽轮发电机—双绕组变压器组次接线图（50~60万kW）
附图2 某型发电厂发变组配置
附录2
Large generator and transformer unit protection allocation
FirstlyA largescale generating units and the characteristics of the requirements of the relay
With the rapid development of power industry the unit put into operation one after another Single units continue to increase capacity so that large generators in the design structure technology operational aspects in many features corresponding to relay new demands
In the design structure and processes large generating units is different from the local small and mediumsized generating units are
1) The size of largecapacity unit is not in proportion with the increased capacity high utilization of material that is effective but it directly affected the unit's inertia constant decreased significantly so that generators easily outofstep it is necessary to install outofstep protection [4 ]
2) Generating capacity and heat loss of copper iron loss ratio decreased significantly so that the stator windings and rotor surface to reduce the load capacity in order to ensure the safety of large generating units operating under the conditions played a full load capacity should be installed with antitime limit Characteristics of overload protection and overcurrent protection
3) The electrical parameters increased Because of increased generator load rejection by the load suddenly caused by overvoltage on the more serious
4) As the largescale utilization of materials unit we must use complex cooling increases the odds of failure
5) The increase of single capacity turbine generator axial length and diameter ratio increased noticeably so that oscillation unit increased interturn speed up the insulation wear and sometimes may cause the cooling system failure Therefore it should be sensitive to the interturn shortcircuit protection and the protection of water leakage (of the water cooling units)
In operation
1) As the single large capacity protection of reject dynamic generator malfunction or both will result in very serious consequences so large units relay the technical requirements higher
2) Largescale units excitation system more complex more risk of failure the generator or the overvoltage transformer and the loss of field failures of the excitement over the possibility of a big fault
3) The abnormal condition of operation the large units require the installation of the corresponding Protection
4) Large Turbine from the stands in particular the timeconsuming and costly Another major unit of a sudden trip it is possible to host and auxiliary equipment caused some damage to varying degrees Therefore not necessary in the circumstances shall not make frequent large group from stopping turbo generator not easily tripping emergency shutdown which exports in the design of circuit protection to be noted
5) Units are generally large generators transformer unit system wiring machineand plant with branches located in general are not highvoltage circuit breakers After the loss of field generators in the terminal voltage of a serious decline in the design of protection must pay attention to the safety of power plants
SecondlyThe large generator failure abnormal operation mode and its protection methods
The safe operation of generators to ensure the normal operation of power systems and power quality play a decisive role At the same time generating itself is a very expensive electrical components therefore should address the various fault and not normal operation and the installation of a sound protection devices
Generator failure of the main types stator windingsand shortcircuit stator windings one of the interturn short circuit stator windings singlephase ground rotor winding grounding point or two points grounding rotor exciting current excitation circuit disappear
The generator is not normal running are due to external short circuit caused the stator windings flow ge
nerators due to load more than the rated capacity caused by the threephase symmetrical overload asymmetric shortcircuit or by external load asymmetry caused by generator Negative sequence overcurrent and overloading due to sudden load rejection caused by the stator windings overvoltage due to failure or excitation circuit Laitime caused by long rotor winding overload the main steam turbine to close the door suddenly caused by generator Reverse power and so on
For failure and no more than normal operation of state according to a point of order generally large generator can be configured to protect
The protection of the main fault longitudinal differential protection Wang differential protection not fully differential protection vertical zero sequence overcurrent protection the rotor second harmonic current protection 100 of the stator ground protection grounding excitation circuit protection etc
Fault backup protection overcurrent protection voltage start of the over current protection negative sequence overcurrent protection unit and the launch of low pressure overcurrent protection
Abnormal operation of protection protection of lowLai loss of field outofstep and outofstep forecast protection negative sequence current protection overexcitation protection overload protection overvoltage protection reverse power protection the protection of lowfrequency CT disconnection protection
Thirdly major transformer failure abnormal operation mode and its protection methods
Transformer power system is essential electrical equipment It will be the fault of the reliability of power supply system and the safe operation of the serious impact of largecapacity transformers at the same time it is also very expensive equipment Therefore the grade should be based on transformer capacity and level of importance The installation of a good performance reliable protection devices action
Large threephase power transformers are three core column or from the threephase transformer composed of threephase grouptype transformers EHV largecapacity transformers are used YNd the link groups the actual operation on YNd11 up
Transformer fault
If the point of failure of the location of the transformer fault classification there are faults within the fuel tank and fuel tank of the fault
1) Within the fuel tank fault Transformer fault in the fuel tank of the main phase adjacent to a short circuit of the power system side of the singlephase ground and with shortcircuit between the winding part of the interturn shortcircuit
2) The failure of the fuel tank Transformer outside the fuel tank fault is that transformer winding leadcasing and insulation on the Yinchu Xian fault Mainlyand shortcircuit (twophase threephase shortcircuit and short circuit) fault the current grounding system side of the fault the low pressure side of the fault
1132 Transformer abnormal operation mode
EHV large transformer is not normal operation of the main ways due to system failure or other reasons caused by overload or overcurrent because the system voltage increase or reduce the frequency caused by overexcitation not neutral ground running potential transformer Increased transformer oil in the fuel tank of abnormal transformers and high temperature cooler full stop and so on
Transformer protection of the general configuration
Transformer fault it will have a lot of shortcircuit current so that serious overheating transformer or even burned transformer winding core In particular transformer fault in the fuel tanks accompanied by the arc may cause shortcircuit current transformer caught fire In addition the transformer inside and outside the fault shortcircuit current electric power generated the body may also cause transformers and winding deformation and damage
Transformer abnormal operation will endanger the safety of transformers if not handled timely discovery will cause damage to transformers and transformer fault
To ensure the safety of the economy transformer when a transformer fault transformer should be removed as soon as possible and when the transformer did not appear normal operation mode the alarm signal should be sent as soon as possible and mak
e the appropriate treatment To this end the configuration of the transformer package of comprehensive protection is necessary
1) The main fault protection
The main transformer fault protection main differential protection regas protection the protection of pressure release In addition according to the capacity of transformers voltage levels and structural characteristics can be configured to protect poor and subzero side differential protection
2) shortcircuit protection of the reserve
At present the power transformer on the use of more backup protection fault types are composite voltage atresia over current protection zerosequence overcurrent or zero sequence direction of the current protection overcurrent or negative sequence negative sequence direction of the current protection the composite voltage Locking the direction of power protection lowimpedance protection
3) Protection of abnormal operation
Transformer abnormal operation of the protection of a major overload protection overexcitation protection transformers neutral space protection the protection of gas light temperature oilprotection and the protection of cooler full stop
Fourthly large generators transformer relay overall configuration
Large units can be divided into shortcircuit protection device protection and the protection of two types of abnormal operation
Shortcircuit protection the reaction was to protect the region in all types of fault the fault will result in the direct destruction unit Therefore such protection is very important so as to prevent the protection device or circuit breaker to resist moving another main protection and the protection of the reserve
Abnormal operation of the protection for the reaction of various units may cause damage to the abnormal condition but the condition will not or can not quickly damage caused by the direct unit Such protection devices are generally for the installation of a relay with no backup protection
Generators Transformer Group of Protection and generators transformers alone when the choice is basically the same type of protection However the protection of its targets in addition to generators transformers including highvoltage transformer plant transformers and other plants used excitation branch As shown in Figure 1 below the turbine generator Transformer Group as an example to illustrate the large generators Transformer Group overall configuration of the relay Listed in Schedule 1
In order to reduce the number of stops the whole unit the return to normal power supply to shorten the time the protective device after the action according to the control of the object the protection of the nature and selective demand the protection of exports in general have the following phenomena
1) Full stop disconnect the export circuit breaker deexcitation disconnect the highvoltage power circuit breaker plant used to close the main valve boiler load rejection
2) Out of Demagnetization disconnect the export circuit breaker deexcitation disconnect the highvoltage power plant with circuit breakers load rejection of steam the boiler load rejection
3) Of the column Twowinding transformer export only disconnect circuit breaker threewinding transformer high pressure side of the protection side of the circuit breaker only disconnect
4) Out of the bus Twobus system disconnect the bus contact breaker
5) Reduction efforts to reduce the steam turbine power output
6) Signal a sound and light signals
附录3
型发电机变压器保护配置
型发电机组特点继电保护求
着电力工业飞跃发展机组陆续投运发电机组单机容量断增型发电机设计结构工艺运行诸方面出现许特点相应继电保护提出新求
设计结构工艺方面型发电机组中型机组方：
1）容量机组体积容量成例增效材料利率高直接影响机组惯性常数明显降低发电机容易失步必装设失步保护[4]
2）发电机热容量铜损铁损明显降定子绕组转子表面负荷力降低确保型发电机组安全运行条件充分发挥负荷力应装设具反时限特性负荷保护电流保护
3）电机参数 增增发电机满载突然甩负荷引起电压较严重
4）型机组材料利率高必须采复杂冷方式障率增加
5）单机容量增汽轮发电机轴长度直径明显加机组振荡加剧匝间绝缘磨损加快时候引起冷系统障应灵敏匝间短路保护漏水保护（水冷机组）
运行方面：
1）单机容量发电机保护拒动误动均造成十分严重果型机组继电保护技术求更高
2）型机组励磁系统更复杂障率发电机电压失磁障变压器激磁障性
3）异常工况运行型机组求装设相应保护继电器
4）型汽轮发电机组起停机特费时费钱外型机组突然跳闸机辅机造成程度某损伤必需情况型汽轮发电机组频繁起停更轻易紧急跳闸停机设计保护出口电路时应注意
5）型机组般发电机变压器单元制接线机端厂分支般均设高压断路器发电机失磁机端电压严重降设计保护时必须注意厂电安全
二 型发电机障异常运行方式保护方式
发电机安全运行保证电力系统正常工作电质量起着决定性作时发电机身十分贵重电气元件应该针种障正常运行状态装设性完善继电保护装置
发电机障类型：定子绕组相间短路定子绕组相匝间短路定子绕组单相接转子绕组点接两点接转子励磁回路励磁电流消失
发电机正常运行状态：外部短路引起定子绕组流负荷超发电机额定容量引起三相称负荷外部称短路称负荷引起发电机负序电流负荷突然甩负荷引起定子绕组电压励磁回路障强励时间长引起转子绕组负荷汽轮机汽门突然关闭引起发电机逆功率等
针障正常运行状态根规程规定般型发电机配置保护：
短路障保护：差动保护横差动保护完全差动保护零序电流保护转子二次谐波电流保护100定子接保护励磁回路接保护等等
短路障备保护：流保护复合电压启动流保护负序电流保护单元件低压启动流保护等
异常运行保护：低励失磁保护失步失步预测保护负序电流保护励磁保护负荷保护电压保护逆功率保护低频保护CT断线保护等
三 型变压器障异常运行方式保护方式
变压器电力系统缺少重电气设备障供电性系统安全运行带严重影响时容量变压器非常贵重设备应根变压器容量等级重程度装设性良动作继电保护装置
型电力变压器均三相三铁芯柱式三单相变压器组成三相组式变压器超高压容量变压器均采YNd联结组实际运行中YNd11
变压器障
障点位置变压器障分类油箱障油箱外障
1）油箱障变压器油箱障侧相间短路电流接系统侧单相接短路相部分绕组间匝间短路
2）油箱外障变压器油箱外障指变压器绕组引出端绝缘套引出线障相间短路（两相短路三相短路）障电流接系统侧接障低压侧接障
变压器异常运行方式
型超高压变压器正常运行方式：系统障原引起负荷电流系统电压升高频率降低引起励磁接运行变压器中性点电位升高变压器油箱油位异常变压器温度高冷器全停等
变压器保护般配置
变压器短路障时会产生短路电流变压器严重热甚烧坏变压器绕组铁芯特变压器油箱短路障伴电弧短路电流造成变压器着火外变压器外部障短路电流产生电动力造成变压器体绕组变形损坏
变压器异常运行会危变压器安全果时发现处理会造成变压器障损坏变压器
确保变压器安全济运行变压器发生短路障时应快切变压器变压器出现正常运行方式时应快发出报警信号进行相应处理变压器配置整套完善保护装置必
1）短路障保护
变压器短路障保护差保护重瓦斯保护压力释放保护外根变压器容量电压等级结构特点配置零差保护分侧差动保护
2）短路障备保护
目前电力变压器采较短路障备保护种类：复合电压闭锁流保护零序电流零序方电流保护负序电流负序方电流保护复合电压闭锁功率方保护低阻抗保护等
3）异常运行保护
变压器异常运行保护负荷保护励磁保护变压器中性点间隙保护轻瓦斯保护温度油位保护冷器全停保护等
四 型发电机变压器组继电保护总体配置情况
型机组保护装置分短路保护异常运行保护两类
短路保护反应保护区域发生种类型短路障障造成机组直接破坏类保护重防止保护装置断路器拒动保护备保护分
异常运行保护反应种机组造成危害异常工况工况会快造成机组直接破坏类保护装置般装设套专继电器设备保护[9]
发电机变压器组保护发电机变压器单独工作时保护类型选择基相保护象发电机变压器外包括高压厂变压器励磁变压器等厂分支面附图1示汽轮发电机变压器组例说明型发电机变压器组继电保护总体配置情况列附表1中
减少机组全停次数缩短恢复正常供电时间保护装置动作控制象保护性质选择性求保护出口般现象：
全停：断开出口断路器灭磁断开高压厂电源断路器关闭汽门锅炉甩负荷
解列灭磁：断开出口断路器灭磁断开高压厂电源断路器汽机甩负荷锅炉甩负荷
解列：双绕组变压器断开出口断路器三绕组变压器高中压侧保护断开侧断路器
母线解列：双母线系统断开母线联络断路器
减出力：减少汽轮机输出功率
信号：发出音响光信号
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摘
着电力工业迅速发展国发电机变压器单机容量断增电力系统正着机组超高压电网方发展现国容量发电厂断增电力系统中位更显重保证整电力系统安全济运行应电厂配置性灵敏性选择性速动性保护装置实现配置方案优化应充分考虑型发电厂特点
设计型发电厂继电保护配置方案进行研究首先容量机组特点保护配置基原进行阐述接着叙述型发电厂中母线保护配置原提出提高母线保护性措施前电厂厂电系统继电保护整定计算规程导设计结合工程实践电厂厂电设计规定厂电系统保护配置整定原进行整理着重研究低压厂电系统保护关配合问题设计根厂电系统保护配置原针实际厂电系统进行保护配置方案设计包括高厂变6kV工作段母线低压厂变压器PC母线接开关
关键词 继电保护 发电机变压器组 母线 厂电系统
Abstract
Along with the quick development of electric power industry the single machine capacity of the generator transformer in our country continuously enlarges and the electric power system is developing toward the direction of large generating set extra high voltage large power grid The big capacity power plant in our country continuously increases at present they are playing a more important role in the electric power system To ensure the whole electric power system operating safely and economically we should collocate the powe
r plant the protection devices which with more good credibility intelligent selectivity and speed To make the scheme achieve optimization we should also well in consideration of the characteristics of large power plant
This design mainly researches on the protection scheme in large power plant First the article elaborates the characteristics of the large capacity generating set and the basic principle of its protection allocation Then it describes the principle of the bus bar protection allocation in large power plant and introduces some measures to raise the property of the bus bar protection Because the protection of station service system at present has no regulations and leads to use thirdly this text combines a little bit former engineering fulfillment and the design provisions of station service system summarizing the principles of protection allocation and setting in station service system and emphatically discussing the points which are relevant to the protection matching in low voltage station service system In the end according to the principle of the station service system protection allocation this paper designs a protection scheme to a real station service system
Keywords relay protection generator transformer unit bus bar
station service system protection目 录
摘 I
ABSTRACT II
前 言 1
第章 型机组母线继电保护配置 3
11 型发电机变压器保护配置概述 3
111 型发电机组特点继电保护求 3
112 型发电机障异常运行方式保护方式 4
113 型变压器障异常运行方式保护方式 5
12 型发电机变压器组特点继电保护配置 7
121 型发电机变压器组特点 7
122 型发电机变压器组继电保护特点 9
123 型发电机变压器组继电保护配置原 11
124 型发电机变压器组继电保护总体配置情况 12
13 母线保护配置 13
131 母线保护般配置原 14
132 高压接线母线保护配置 14
第二章 厂电系统保护配置原 22
21 厂电系统概述 22
22 厂电系统保护配置原 22
221 高压厂工作备（起动）变压器保护配置 22
222 低压厂工作备变压器保护配置 24
223 厂工作备电抗器保护配置 25
224 3～10kV高压厂电动机保护配置 26
225 380kV低压厂电动机保护配置 27
226 备电源动投入装置 28
第三章 厂电系统保护整定配合 32
31 厂电系统保护整定计算原 32
311 联差动保护 32
312 电流速断保护 34
313 电流保护 34
314 单相接零序电流保护 36
32 低压厂电系统保护配合问题 38
321 概述 38
322 保护配合 39
323 选择性校验 42
324 配合求 43
第四章 实际厂电系统保护配置设计 45
41 厂电系统接线特征描述 45
42 厂电系统保护设计 47
421 3号高厂变 47
422 6kV厂工作母线 49
423 低压厂变压器 50
424 400V PC母线接开关 53
结 56
致谢 58
参考文献 59
附 录 61
附录2 66
附录3 72
前 言
着电力工业迅速发展国发电机变压器单机容量断增600MW机组已较普遍1000MW机组断增特国型发电工程（三峡二滩龙滩秦山二期岭澳二期等）均已完成设计已投入运行电力系统正着机组超高压电网方发展时继电保护技术断进步现国外继电保护技术发展趋势：计算机化网络化智化保护控制测量数通信体化[1]
继电保护装置指反应电力系统中电气元件发生障正常运行状态动作断路器跳闸发出信号种动装置[2]广泛应电力系统农网型发电系统电网电气设备安全运行保证实践表明发电机变压器保护运行中正确动作率长期偏低型发电机变压器中型相身新特点型发电厂进行继电保护配置关系着型发电厂安全灵活济运行关系着电力系统安全济运行国民济生活发展
继电保护装置基务：
1） 动迅速选择性障元件电力系统中切障元件免继续遭破坏保证障部分迅速恢复正常运行
2） 反应电气元件异常运行状态根运行维护条件（常值班员）动作信号便值班员时处理装置动进行调整继续运行会引起损坏发展成事电气设备予切[3]
完成务必须技术满足选择性速动性灵敏性性四基求型发电厂进行继电保护配置时应量满足协调四基求
设计研究发电机变压器发变组母线厂电系统保护配置问题型发电厂中型发电厂相具新特点单机容量般较继电保护求更高首先介绍发电机变压器发变组特点保护配置方式特点进行阐述母线作发电厂重元件保护配置方式非常关键设计阐述双母线台半断路器接线6~10kV母线保护配置方式提出断路器失灵保护提高母线保护性措施针目前发电厂厂系统继电保护整定计算规程导设计厂电系统保护配置原整定计算原进行整理低压厂电系统保护间配合进行研究实际厂电系统进行体保护配置方案设计
第章 型机组母线继电保护配置
中国电力企业联合会公布2005年全国电力工业发电统计年报显示截2005年底全国已拥百万千瓦级发电厂129座型发电厂中单机容量较种型发电厂根发电机变压器结构特点配置合适保护
容量机组发电机变压器组单元接线高压超高压电网直接相连电力系统中占十分重位发电机变压器组配置原单独发电机变压器配置原相章单独发电机变压器保护配置原进行具体叙述重点型发电机变压器组保护配置进行讨
11 型发电机变压器保护配置概述
111 型发电机组特点继电保护求
着电力工业飞跃发展机组陆续投运发电机组单机容量断增型发电机设计结构工艺运行诸方面出现许特点相应继电保护提出新求
设计结构工艺方面型发电机组中型机组方：
1） 容量机组体积容量成例增效材料利率高直接影响机组惯性常数明显降低发电机容易失步必装设失步保护
[4]
2） 发电机热容量铜损铁损明显降定子绕组转子表面负荷力降低确保型发电机组安全运行条件充分发挥负荷力应装设具反时限特性负荷保护电流保护
3） 电机参数增增发电机满载突然甩负荷引起电压较严重
4） 型机组材料利率高必须采复杂冷方式障率增加
5） 单机容量增汽轮发电机轴长度直径明显加机组振荡加剧匝间绝缘磨损加快时候引起冷系统障应灵敏匝间短路保护漏水保护（水冷机组）
运行方面：
1） 单机容量发电机保护拒动误动均造成十分严重果型机组继电保护技术求更高
2） 型机组励磁系统更复杂障率发电机电压失磁障变压器激磁障性
3） 异常工况运行型机组求装设相应保护继电器
4） 型汽轮发电机组起停机特费时费钱外型机组突然跳闸机辅机造成程度某损伤必需情况型汽轮发电机组频繁起停更轻易紧急跳闸停机设计保护出口电路时应注意
5） 型机组般发电机变压器单元制接线机端厂分支般均设高压断路器发电机失磁机端电压严重降设计保护时必须注意厂电安全
112 型发电机障异常运行方式保护方式
发电机安全运行保证电力系统正常工作电质量起着决定性作时发电机身十分贵重电气元件应该针种障正常运行状态装设性完善继电保护装置
发电机障类型：定子绕组相间短路定子绕组相匝间短路定子绕组单相接转子绕组点接两点接转子励磁回路励磁电流消失
发电机正常运行状态：外部短路引起定子绕组流负荷超发电机额定容量引起三相称负荷外部称短路称负荷引起发电机负序电流负荷突然甩负荷引起定子绕组电压励磁回路障强励时间长引起转子绕组负荷汽轮机汽门突然关闭引起发电机逆功率等
针障正常运行状态根规程规定般型发电机配置保护：
短路障保护：差动保护横差动保护完全差动保护零序电流保护转子二次谐波电流保护100定子接保护励磁回路接保护等等
短路障备保护：流保护复合电压启动流保护负序电流保护单元件低压启动流保护等
异常运行保护：低励失磁保护失步失步预测保护负序电流保护励磁保护负荷保护电压保护逆功率保护低频保护CT断线保护等
113 型变压器障异常运行方式保护方式
变压器电力系统缺少重电气设备障供电性系统安全运行带严重影响时容量变压器非常贵重设备应根变压器容量等级重程度装设性良动作继电保护装置
型电力变压器均三相三铁芯柱式三单相变压器组成三相组式变压器超高压容量变压器均采YNd联结组实际运行中YNd11
1 变压器障
障点位置变压器障分类油箱障油箱外障
1） 油箱障变压器油箱障侧相间短路电流接系统侧单相接短路相部分绕组间匝间短路
2） 油箱外障变压器油箱外障指变压器绕组引出端绝缘套引出线障相间短路（两相短路三相短路）障电流接系统侧接障低压侧接障
2 变压器异常运行方式
型超高压变压器正常运行方式：系统障原引起负荷电流系统电压升高频率降低引起励磁接运行变压器中性点电位升高变压器油箱油位异常变压器温度高冷器全停等
3 变压器保护般配置
变压器短路障时会产生短路电流变压器严重热甚烧坏变压器绕组铁芯特变压器油箱短路障伴电弧短路电流造成变压器着火外变压器外部障短路电流产生电动力造成变压器体绕组变形损坏
变压器异常运行会危变压器安全果时发现处理会造成变压器障损坏变压器
确保变压器安全济运行变压器发生短路障时应快切变压器变压器出现正常运行方式时应快发出报警信号进行相应处理 变压器配置整套完善保护装置必
1） 短路障保护
变压器短路障保护差保护重瓦斯保护压力释放保护外根变压器容量电压等级结构特点配置零差保护分侧差动保护
2） 短路障备保护
目前电力变压器采较短路障备保护种类：复合电压闭锁流保护零序电流零序方电流保护负序电流负序方电流保护复合电压闭锁功率方保护低阻抗保护等
3） 异常运行保护
变压器异常运行保护负荷保护励磁保护变压器中性点间隙保护轻瓦斯保护温度油位保护冷器全停保护等
12 型发电机变压器组特点继电保护配置
容量机组发电机变压器组单元接线高压超高压电网直接相连电力系统中占十分重位结构复杂造价昂贵旦障遭破坏济必然会受损失考虑容量发电机变压器组继电保护整体配置时应强调限度保证机组安全限度缩障破坏范围避免必突然停机某异常工况采动处理装置特避免保护装置误动拒动仅求性高灵敏性选择性强快速性保护继电器求继电保护整体配置量做完善合理力求避免繁琐复杂[5]
121 型发电机变压器组特点
1） 发电机出口支接高压厂变压器外机端负荷
2） 发电机出口支接高压厂变压器高压侧均装设断路器
3） 升压变压器高压侧中性点直接接放电间隙接运行
4） 发电机中性点般消弧线圈（欠补偿）接变压器二次电阻（高阻）接运行
5） 支接高压厂变压器低压侧般高阻中阻接系统[6]
6） 汽轮发电机三相绕组中性点侧引出方式：
a） 4引出端图11(b)示定子绕组双星形接线中星形接线绕组三相端子引出机外外星形接线绕组引出中性点装设发电机发变组完全差保护
两套保护中性点侧电流互感器均星形接线三相分支绕组中性略低中性点侧6引出端方案时装设零序电流型高灵敏横差保护
b） 4引出端图11(b)示定子绕组双星形接线中星形接线绕组三相端子引出机外外星形接线绕组引出中性点
图11 发电机中性点侧端子引出方式
装设发电机发变组完全差保护两套保护中性点侧电流互感器均星形接线三相分支绕组中性略低中性点侧6引出端方案时装设零序电流型高灵敏横差保护
c） 2引出端两星形接线绕组中性点引出机外相分支绕组均引出发电机保护装设零序电流型高灵敏横差保护障分量负序方保护（微机型）零序电压保护等装设发电机发变组完全完全差保护
d） 3引出端发电机三相中性点侧引出机外装设零序电流型高灵敏横差保护完全差保护装设传统完全差保护反映相间短路匝间短路分支开焊障必须设保护
水轮发电机机空间发电机中性点侧分支互感器安装机壳部外部实现两套完全差保护裂相横差零序电流型高灵敏横差保护国已型水电厂实现种保护配置方案
122 型发电机变压器组继电保护特点
着容量机组型发电厂出现发电机变压器组接线方式电力系统中获广泛应发电机变压器成组连接相工作元件够发电机变压器中某性相保护合成全组公保护[7]例装设公差动保护电流保护负荷保护等样结合发电机变压器组继电保护变较简单济
现发变组保护特点说明：
1 发变组差动保护
1） 发电机变压器间断路器时般装设整组公差动保护图12（a）示
2） 容量发电机组发电机应补充装设单独差动保护图12（b）示水轮发电机组绕组直接冷汽轮发电机公差动保护整定值15倍发电机额定电流时发电机应补充装设单独差动保护
3） 发电机变压器间断路器时发电机变压器应分装设差动保护图12（c）示
4） 发电机变压器间分支线时（厂电出线）应分支线包括差动保护范围接线图12（c）示时分支线电
图12 发电机变压器组差动保护点相原理图
流互感器变应发电机回路相
2 发电机电压侧单相接保护
发变组发电机系统间没电联系发电机定子接保护简化
表12 发电机定子绕组单相接障电流允许值
发电机额定电压kV
发电机额定功率MW
接电容电流允许值A
63
≤50
4
105
汽轮发电机
50~100
3
水轮发电机
10~100
138~1575
汽轮发电机
125~200
2①
水轮发电机
40~225
18~20
300~600
1
① 氢冷发电机接电流允许值25A
发变组发电机中性点般接消弧线圈接发生单相接接电容电流（补偿接电流）通常表12允许值接保护采零序电压保护作信号容量发电机应装设保护范围100定子接保护
3 发电机定子绕组匝间短路保护
谓匝间短路指相绕组间绝缘破坏导致相分支间相分支绕组间短路
直针发电机设匝间保护存争年国然型水轮发电机定子绕组保护已广泛采单元件高灵敏横差保护完全差保护障分量负序方保护裂相横差保护相间短路匝间短路分支开焊障构成双重三重保护型汽轮发电机设匝间短路保护认型汽轮发电机相槽线棒数量少发生匝间短路率低目前匝间短路保护装置灵敏性性均理想已装设已退出运行国外引进型发电机组装设匝间短路保护相关研究表明型汽轮发电机相槽约占50发生匝间短路率会匝间短路保护旦发生匝间短路没继电保护功发电机会持续匝间短路电流损伤导致定子铁心严重烧坏差保护等障发展相间短路会动作发电机定子铁心利[8]
匝间短路单元件式裂相式横差保护完全差保护技术性装设保护发电机中性点侧必须引出64端子前面已予讨着电机制造技术进步发电机中性点侧引出64端子问题
123 型发电机变压器组继电保护配置原
1） 切实加强型发电机变压器组保护保证保护范围点发生种障均双重重原理保护选择性快速灵敏切障机组受损伤轻电力系统影响
2） 切实加强保护前提时注意落实备保护简化复杂备保护配置方案仅必运行实践证明害具体说型发电机机端变压器低压侧装设备保护仅变压器高压侧配置反应相间短路单相接备保护作变压器高压母线障变压器引线部分障备时提高安全性备保护均联锁跳高压母线联络断路器分段断路器
3） 变压器高压侧相间短路备保护高压母线两相金属性短路灵敏度等12整定条件首先考虑采电流保护灵敏度够改段简易阻抗保护设振荡闭锁环节05~10s延时取选择性避越振荡应电压回路断线闭锁电流起动元件励方式发电机应校核短路电流衰减电流低阻抗保护影响采取相应技术措施例低电压保持电流保护电压控制电流保护精确工作电流足够低阻抗保护
4） 双重化原：继保规程（GB 14285—1993）2225条规定：300MW汽轮发电机变压器组应装设双重快速保护装设发电机联差动保护变压器联差动保护发电机变压器联差动保护发电机变压器间断路器时装设双重发电机联差动保护种保护方案发电机部种相间短路匝间短路定子绕组开焊障均双重快速保护时发电机独立运行时机端引线相间短路快速保护相分支数2时相中性点侧装设互感器分支数应等n2(n相分支数)采种保护配置方案时完全舍弃零序电压保护二次谐波转子电流保护
124 型发电机变压器组继电保护总体配置情况
型机组保护装置分短路保护异常运行保护两类
短路保护反应保护区域发生种类型短路障障造成机组直接破坏类保护重防止保护装置断路器拒动保护备保护分
异常运行保护反应种机组造成危害异常工况工况会快造成机组直接破坏类保护装置般装设套专继电器设备保护[9]
发电机变压器组保护发电机变压器单独工作时保护类型选择基相保护象发电机变压器外包括高压厂变压器励磁变压器等厂分支面附图1示汽轮发电机变压器组例说明型发电机变压器组继电保护总体配置情况列附表1中
减少机组全停次数缩短恢复正常供电时间保护装置动作控制象保护性质选择性求保护出口般现象：
1） 全停：断开出口断路器灭磁断开高压厂电源断路器关闭汽门锅炉甩负荷
2） 解列灭磁：断开出口断路器灭磁断开高压厂电源断路器汽机甩负荷锅炉甩负荷
3） 解列：双绕组变压器断开出口断路器三绕组变压器高中压侧保护断开侧断路器
4） 母线解列：双母线系统断开母线联络断路器
5） 减出力：减少汽轮机输出功率
6） 信号：发出音响光信号
更解型发电机变压器组继电保护配置情况里列举某型发电厂发变组继电保护配置图示见附图2
13 母线保护配置
母线发电厂变电站重组成部分连接着许重元件起着汇集分配电作母线工作性直接影响着发电厂变电站工作性母线方式母线保护方式选择运行保证电力系统安全运行重环节目前国母线方式双母线双母分段单母线单母分段角形母线等
131 母线保护般配置原
般说采专门母线保护利供电元件保护装置母线障切障切时间般较长外双母线时运行母线分段单母线时述保护保证选择性切障母线列情况应装设专门母线保护：
1） 110kV双母线分段单母线保证选择性切组（段）母线发生障组（段）障母线继续运行应装设专母线保护
2） 110kV单母线重发电厂35kV母线高压侧110kV重降压变电35kV母线装设全线速动保护求必须快速切母线障时应装设专母线保护
满足速动性选择性求母线保护差动原理构成[10]实现母线差动保护必须考虑特点母线般连接着较电气元件（线路变压器发电机等）发电机差动保护样简单接线加实现母线元件少实现差动保护基原适
专母线保护完全电流差动母线保护电流相式母线保护母线保护方式带制动特性母线保护电压差动母线保护线性互感器构成母线保护封闭母线保护相位较例差动母线保护等
132 高压接线母线保护配置
1 双母线保护配置原
双母线常组母线运行方式工作母线发生障造成全部停电需连接元件倒换组母线恢复供电缺点发电厂重变电站高压母线采双母线时运行（母线联络断路器常投入）组母线连接约12供电受电元件样组母线出现障时需切障母线组母线连接元件继续运行提高供电性种时运行双母线求母线保护应判断母线障具选择障母线力
四分段双母线例适四分段双母线保护：
1） 电流差动母线保护
2） 带制动特性电流差动母线保护
3） 电压差动母线保护
4） 相位较例差动母线保护
母线保护应考虑特点：
1） 段母线发生短路时短路电流母线流出
2） 连接元件两段母线间进行切换
3） 段母线通分段断路器母联断路器段母线相连
4） 母联分段断路器电流互感器间发生短路应利断路器失灵保护切
2 台半断路器接线母线保护配置
台半断路器接线母线指两连接元件通三断路器连接两组母线种接线方式母线具供电高度运行调度灵活倒闸操作方便等优点外母线短路时影响连接元件继续供电母线短路断路器失灵时停电范围减500kV变电站220kV重发电厂枢纽变电站般采种接线方式母线
台半断路器接线母线短路时特点求：
1） 系统稳定性影响求母线保护必须快速动作
2） 系统容量外部短路时电流互感器易饱求保护具良躲避衡电流力
3） 组母线短路时图13示母线ⅠK1点发生短路断路器QF9处断开状态线路L2侧电源容量较时流短路点电流时通QF4电流母线流出求保护动作种情况电流相位较式母线保护反应母线障
单母线双母线保护通常安全性放重位置正常运行外部短路时果母线保护误动作造成变电站部分全部停电台半断路器接线母线母线保护误动作影响连接元件连续运行改变潮流分布果区短路时母线保护拒动障母线连接元件侧备保护延时切严重影响系统稳定性台半断路器接线母线保护求性（拒动）安全性（误动）更高提高保护性通常采保护双重化采工作原理两套母线保护套保护应分接电流互感器二次绕组应独立直流电源出口继电器触点应分接通断路器两独立跳闸线圈等
图13 母线障时电流流出母线示意图
台半断路器接线母线母线侧断路器通隔离开关母线连线（图中未画出）种母线相两组单母线存连接元件组母线切换组母线情况样简化保护接线需组母线装设前述电流差动母线保护够效切障母线
条线路停图13示L3线路侧开关QS（元件未画出）断开时线路保护均停该范围短引线发生障K2点保护切障需设置短引线联差动保护仅QS断开时投入该保护快速切障
根台半断路器母线短路时特点母线保护求通常采带率制动式电流差动母线保护原理接线图见图14
图14 带率制动式电流差动母线保护原理接线图
133 6～10kV母线保护配置
1 6～10kV母线特点保护求
目前发电厂6~10kV母线般采单母线分段接线方式
6~10kV母线通常接较馈电线路般达10~20回减短路容量馈电线路采断流容量轻型开关设备馈电线路出线端分段断路器回路中装设电抗器馈电线路断路器设备电抗器发生短路条件选择馈电线路断路器电抗器间短路供电元件断路器切
发电厂厂电两种供电方式种厂变压器供电种厂电抗器供电油浸式厂变压器般布置屋外高压侧段引线穿墙套接屋开关柜变压器身高压侧引线障变压器差动保护电流速断装置切变压器高压侧断路器应切高压侧断路条件选择厂变压器发生障时求母线保护动作母线发生短路时应厂变压器断开备变压器迅速动投入保证该段厂母线连续供电
厂电抗器断路器馈电线路样采轻型断路器该断路器厂电抗器均装设屋配电装置中述点发生短路率较样母线发生短路时母线保护应断开厂电抗器备厂电抗器迅速动投入保证厂母线供电[11]
2 配置原
1） 6~10kV分段母线列运行双母线列情况应装设专母线保护：
a） 需快速选择切段组母线障保证发电厂电力网安全运行重负荷供电时
b） 线路断路器允许切线路电抗器前短路时
2） 电源支路常接母线运行时宜电源支路（发电机外）装设单独电流闭锁电压速断保护
3） 单母线电源支路母线等情况时发电机变压器备保护实现母线保护
134 断路器失灵保护
谓断路器失灵保护指障线路继电保护动作发出跳闸信号断路器拒绝动作时够较短时限切发电厂变电站关断路器停电范围限制种备保护称备接线
产生断路器失灵障原方面断路器跳闸线圈断线断路器操作机构失灵等高压电网断路器保护装置应具定备保护便断路器保护装置失灵时效切障重220kV干线路针保护拒动通常装设两套独立保护（保护双重化）针断路器拒动断路器失灵专门装设断路器失灵保护
1 装设断路器失灵保护条件
断路器失灵保护系统障时断路器失灵双重障情况保护允许适降低求仅终切障装设断路器失灵保护条件：
1） 线路保护采备方式线路障断路器发生拒动时应装设断路器失灵保护时断路器失灵保护障切
2） 线路保护采远备方式线路障断路器确发生拒动线路变压器备保护切障扩停电范围引起严重果时应装设断路器失灵保护切障线路位组（段）母线关断路器停电范围限制
3） 断路器电流互感器间发生障该回路保护切断路器变压器备保护切扩停电范围引起严重果时应装设断路器失灵保护
4） 相邻元件保护远备保护灵敏度够时应装设断路器失灵保护
5） 分相操作断路器允许单相接障校验灵敏度时应装设断路器失灵保护
2 断路器失灵保护求
1） 失灵保护误动母线保护误动样影响范围广必须较高性（安全性）应发生误动作
2） 失灵保护首先动作母联断路器相邻元件保护已相继动作切障时失灵保护仅动作母联断路器
3） 保证误动前提应较短延时选择性切关断路器
4） 失灵保护障鉴元件跳闸闭锁元件应断路器线路设备末端障足够灵敏度
135 提高母线保护性措施
1 母线保护方式选择
母线接线方式种单母线双母线台半断路器母线四分段双母线方式适母线保护方式首先应适应母线运行求次应考虑着运行方式变化连接元件负载电流母线部
外部发生短路时短路电流范围发生变化利条件求选母线保护足够灵敏度次短路电流电力系统中母线保护快速动作重素母线保护接线应力求简单选继电器器件求性良保护屏接线布置求便检查调试更换条件
2 电流互感器选择
1） 电流互感器配置：般情况电流互感器安装线路侧断路器电流互感器间发生短路必须利带时限断路器失灵保护切切短路时间延长外增电力系统连接元件工作时间动稳定求严格500kV系统220kV系统容量电源侧采取断路器两侧配置组电流互感器线路保护母线保护范围互相重叠断路器电流互感器间发生短路线路两侧保护时限切
2） 电流互感器接入：保证交流电流回路安全求母线保护接组专电流互感器二次线圈某情况电流回路中需接入负载应通中间变流器接入减负载阻抗起见电流互感器二次侧般应专电流端子箱接接控制室保护屏
3） 电流互感器误差求：接母线保护电流互感器值误差应10
3 母线保护直流电源
母线保护直流电源应通专熔断丝供电直流回路中应接入监视电源继电器失直流电源时监视继电器返回常闭触点接通中央信号屏光字牌发出警告信号
4 母线保护双重化
考虑母线保护接线较复杂双母线等母线方式般采取母线保护双重化措施仅台半断路器母线方式中采双重化母线保护
5 母线保护闭锁措施
防止母线保护误碰误通电引起误动作般加设闭锁措施常闭锁措施种闭锁触点串接出口继电器线圈回路中种闭锁触点跳闸回路触点相串联
第二章 厂电系统保护配置原
21 厂电系统概述
发电厂起动运转停役检修程中量电动机拖动机械设备保证机组设备（锅炉汽轮机水轮机发电机等）输煤碎煤灰尘水处理正常运行电动机全厂运行操作试验检修明电设备等属厂负荷总耗电量统称厂电[12]
般发电厂厂电系统分部分：
1） 发电厂车间全部电动机
2） 发电厂明
3） 种电压等级厂电配电装置
4） 直流装置
5） 供电厂电电源
厂电性电力系统安全运行非常重着超界参数容量机组双水冷发电机冷方式计算机实时控制采核电厂出现厂电性提出更高求[13]必须认真考虑合理厂供电电源取方式工作电源接线方式合理配置厂机械运行中厂机械进行正确维护科学理正确选择电动机类型容量台数外应配备完善继电保护动装置
22 厂电系统保护配置原
厂电系统设备繁设备配置保护种类较根设计验厂电系统保护配置原总结
221 高压厂工作备（起动）变压器保护配置
1 高压厂工作变压器保护
高压厂工作变压器应装设列保护：
1） 联差动保护：高压厂工作变压器容量6300kVA时应装设联差动保护变压器容量6300kVA时电流速断灵敏度够装设联差动保护容量发电机变压器组高压厂变压器高压侧断路器保护应动作发电机变压器组总出口继电器侧断路器灭磁开关跳闸保护灵敏系数低2
2） 电流速断保护：变压器容量6300kVA时果灵敏度足够采电流速断保护保护瞬时动作侧断路器跳闸防御变压器部高压侧引出线相单相接短路
3） 瓦斯保护：容量800kVA油浸式变压器应装设瓦斯保护防御变压器油箱部障油面降低容量400kVA车间油浸式变压器应装设瓦斯保护
4） 电流保护：防御变压器外部相邻元件相间短路引起电流作瓦斯保护联保护（电流速断保护）备保护变压器供电2分段时应分支分装设电流保护采两相两继电器式接线带时限动作分支断路器跳闸保护灵敏系数低15分裂变压器电流保护灵敏系数够时应采取措施加解决采低电压起动电流保护时低电压继电器分两段厂母线电压互感器引接
5） 单相接保护：变压器高压侧电缆接10~35kV电压母母线接装设单相接馈线时变压器装设单相接保护选择性指示厂变压器高压侧单相接障变压器高压侧硬母线软导线接10~35kV母线般
距离较短硬母线软导线发生单相接障性少馈线装单相接保护变压器装设单相接保护
6） 低压侧分支联差动保护：高压厂变压器低压侧带两分段时变压器厂配电装置间电缆两端均装设断路器分支障会引起发电机变压器组断路器动作时分支应分装设联差动保护保护两相两继电器接线方式构成瞬时动作分支两侧断路器跳闸保护灵敏系数低2
2 高压厂备起动变压器保护
高压厂备变压器起动变压器应装设列保护
1） 联差动保护：10000kVA带公负荷6300kVA2000kVA采电流速断保护灵敏性符合求变压器应装设联差动保护保护范围包括分支线保护构成方式工作变压器
2） 电流速断保护：10000kVA带公负荷6300kVA变压器灵敏系数满足求装设电流速断保护保护般采三相三继电器式接线保护装置瞬时动作变压器侧断路器跳闸分裂变压器电流保护灵敏系数够时采低电压起动电流保护时低电压继电器般变压器低压侧电压互感器引接种方案需元件接线复杂工程采复合电流保护方案保护负序电流元件单相电流元件组成保护方案元件少接线简单
3） 瓦斯保护电流保护高压侧接保护（保护构成方式工作变压器）
4） 备分支电流保护（保护构成方式备电抗器）
222 低压厂工作备变压器保护配置
低压厂工作备变压器应装设列保护
1） 电流速断保护：防御绕组部引出线相间短路保护两相两继电器接线方式构成瞬时动作高压侧断路器低压侧具备电源动投入装置空气开关跳闸
2） 联差动保护：容量2000kVA电流速断保护灵敏性满足求时应装设差保护保护瞬间动作变压器侧断路器跳闸
3） 瓦斯保护：装800kVA户外变压器室400kVA变压器轻瓦斯动作信号重瓦斯动作跳闸跳闸范围电流速断保护
4） 电流保护：作电流速断保护备外变压器低压侧单相短路足够灵敏度时作防御变压器低压侧单相接短路保护提高灵敏度采两相三继电器接线方式保护带时限动作跳闸跳闸范围电流速断保护
5） 零序电流保护：防御变压器低压侧单相短路变压器高压侧电流保护低压侧单相短路灵敏度足时低压侧中性装设零序电流保护
6） 单相接保护：连接高压厂电系统中出线装单相接保护时变压器高压侧装设单相接保护保护装置构成方式电抗器单相接保护
7） 低压侧厂分支线电流保护零序电流保护具两厂分支线低压厂工作变压器低压厂备变压器某分支线障时影响分支线正常运行厂分支线般应装设单独电流保护零序电流保护
223 厂工作备电抗器保护配置
1 厂工作电抗器保护配置
厂工作电抗器应装设列保护：
1） 联差动保护：快切电抗器电缆中相短路障加速备电源动投入般装设两相继电器式联差动保护采允许切电抗器前短路障断路器考虑装设闭锁速动保护装置：
a） 电抗器前短路稀少
b） 断路器间隔设备（引线电流互感器等）电抗器发生障时短路电流条件选择
c） 情况电抗器前障等母线发电机变压器组速动保护切
差保护采两相两继电器式接线电流继电器构成时差动回路中装设5Ω电阻减非周期分量电流保护性影响
2） 电流保护：保护电抗器回路相邻元件相间短路障保护装置采两相两继电器式接线带时限动作两侧断路器跳闸电抗器供电2分段时应分支装设电流保护保护接线原带时限动作分支断路器跳闸
3） 单相接保护：电抗器接电压系统中出线装单相接保护时电抗器回路需装设单相接保护便选择性反应单相接障保护1接零序电流互感器电流继电器构成电抗器接出电缆2根根电缆分装设零序电流互感器时应互感器二次线圈串联接电流继电器电缆终端盒接线应穿零序电流互感器保证保护正确动作保护带时限动作信号
2 厂备电抗器保护配置
厂备电抗器装设列保护：
1） 电流保护：（厂工作电抗器相）备分支电流保护备电源动投入永久性障时分支流保护应加速跳闸
2） 单相接保护：（厂工作电抗器相）
厂备电抗器线路分支线较时系备存加速备电源动投入问题装设联差动保护电流速断保护
224 3～10kV高压厂电动机保护配置
高压厂电动机应装设列保护：
1） 联差动保护：电动机容量2000kW时皆应装设联差动保护容量2000kW具六引出线重电动机必时装设防御电动机部引出线相障
2） 电流速断保护：防御电动机相短路
3） 单相接保护：电动机正常备电源投入时单相接电容电流10A装设单相接保护母线引出馈电线路装设接保护厂母线母线电联系时厂电动机装设接保护
4） 负荷保护：生产程原易发生负荷电动机应装设负荷保护
5） 低电压保护：装设原表21示：
225 380kV低压厂电动机保护配置
低压厂电动机配置保护：
1） 相短路保护：根电动机回路中保护操作设备方式构成：
a） 熔断丝磁力起动器接触器组成回路熔断器作相短路保护
b） 动空气开关磁力起动器接触器组成回路动空气开关身短路脱扣器作相短路保护
c） 动空气开关控制容量ⅠⅡ类电动机开关身短路脱扣器保证动作时允许短路脱扣器拆行装设继电器满足灵敏度求采接相电流
差二相继电器二相二继电器接线保护装置瞬时动作跳闸目前采行装设继电器保护方式
2） 零序保护：相短路保护保证单相接灵敏度时行装设零序保护
表21 厂电动机低电压保护般配置原[14]
厂机械电动机分类
序号
机械名称
低电压保护装置
Ⅰ类电动机
易遭受负荷电动机
1
2
3
水泵
凝结水泵
循环水泵
动投入备机械时装设低电压保护装置9～10s时限动作断路器跳闸否装设低压保护装置
4
送风机
装设低电压保护装置9～10s时限动作断路器跳闸
5
6
7
8
9
备励磁机
尘器洗涤水泵
消防水泵
排粉机
吸风机
装设低压保护装置
易遭受负荷电动机
10
直吹炉制粉系统磨煤机
装设低电压保护装置9～10s时限动作断路器跳闸
ⅡⅢ类电动机
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
中间煤仓制粉系统磨煤机
灰渣机
灰浆泵
碎煤机
扒煤机绞车
空气压缩机
热网水泵
洗水泵
热网凝结水泵
软水泵
喷射水泵
装设低电压保护装置05s时限动作断路器跳闸
易遭受负荷电动机
3） 负荷保护：生产程原易发生负荷电动机装设保护
4） 低电压保护：保护装设原高压电动机相电动机操作设备接触器磁力起动器时吸铁线圈低电压时动释放需专低电压保护
般厂高低压电动机保护配置见表22
226 备电源动投入装置
发电厂厂电系统中旦发生障引起果十分严重必须加强厂电供电性电厂厂电讲采环网供电厂电系统运行继电保护装置更加复杂化反会造成表22 厂高低压电动机保护配置表[15]
电动机类型
相间短路保护
单相接保护
负荷保护
低电压保护
两相运行保护
速断
差动
电流
3~10kV2000kW异步电动机
—
装设
装设
单相接电流5A时装设
生产程中易负荷装设
装设②
—
3~10kV2000kW异步电动机
装设
速断保护灵敏度满足求时装设
380V异步电动机
装设
—
—
①
装设③
① 中性点直接接电动机容量≥100kW时装设中性点高电阻接时装设接障检测器
② 低压电动机操作设备磁力起动器接触器时外装设
③ 熔断器磁力起动器接触器组成回路装设
事采谓辐射型供电网络提高供电性采备电源动投入装置（AAT）装设备电源动投入缩短备电源切换时间提高供电间断性获较济效果保证身设备安全等
谓备电源动投入装置工作电源障断开动迅速备电源投入工作户切换备电源户致停电种装置
根电力装置继电保护动装置设计规范（GB 50062 92）第1101条规定列情况装设备电源备设备动投入装置(简称动投入装置)
1） 双电源供电变电配电中电源常断开作备
2） 发电厂变电配电互备母线段
3） 发电厂变电备变压器
4） 变电两台变压器
5） 生产程中某重机组备机组
动投入装置应符合列求（第1102条）
1） 保证备电源电压工作回路断开投入备回路
2） 工作回路电压原消失时动投入装置均应延时动作
3） 手动断开工作回路时起动动投入装置
4） 保证动投入装置动作次
5） 备电源动投入装置动作投障必时应保护加速动作
6） 备电源动投入装置中设置工作电源电流闭锁回路
厂电切换方式厂电系统安全性关系发电机组整电厂安全运行厂电切换整厂电系统安全重环节发电厂厂电切换基求安全目前国单位厂电系统切换方式问题认识统
厂电切换方式动作原分3类[16]：
1） 正常切换：般开停机程厂工作电源需安排检修恢复工作电源供电时保证操作程中厂电获电源厂电源备电源间切换通常采联切换方式采时切换串联切换视具体情况定
2） 事切换：发生母线障外障导致工作电源断开发变组厂变保护出跳工作电源开关时启动快切装置进行切换快切装置事先设定动切换方式进行分合闸操作
3） 正常切换：厂母线非正常电压降失压误操作导致工作电源切母线电压低整定电压达整定延时进行备电源代厂工作电源切换操作工作电源误切时切换条件满足时合备电源
着发电机组容量增厂电动机容量增容量电动机机电时间常数中容量电动机时间常数长工作电源突然断开厂母线处正常运行状态电动机群具量动磁厂母线保持着高反馈电压衰减慢反馈电压备电源电压间相角着时间变化逐渐扩备电源投入瞬间恰处第次
180o 反相时产生合闸击电流电动机达全压启动时2倍启动电流样合闸击电流电动机难承受备变压器会带严重果国规定200MW容量发电机厂备电源采快速切换限篇幅厂备电源快速切换原理里阐述
影响快速切换素开关动作速度系统接线运行方式负荷特性障类型外保护动作时间跳闸回路固时间厂电系统复杂特性快速切换保证100成功实际应中快速切换方式外采期捕捉方式残压方式作厂电切换备方式确保事时厂备电源投入[17]
第三章 厂电系统保护整定配合
31 厂电系统保护整定计算原
前发电厂厂系统继电保护整定计算规程导限篇幅里种较重保护整定计算原进行阐述
311 联差动保护
1 厂变压器联差动保护
容量高压厂变压器般需装设差保护保护保护动作电流列条件计算：
1） 正常运行情况防止电流互感器二次回路断线时引起差动保护误动作保护装置起动电流应变压器负荷电流
（31）
式中 ——系数般取13
——负荷电流负荷电流确定时采变压器额定电流
2） 躲外部短路时衡电流
变压器高低压侧电流互感器变完全满足求产生衡电流电流互感器变标准变设计难恰变压器变相匹配产生衡电流
（32）
——系数13
——非周期分量系数15～2
——互感器型系数取05（两侧电流互感器型号时1）
——互感器幅值误差系数正常情况取01
分析计算变压器差保护动作电流理计算公式
（33）
3） 躲变压器励磁涌流
差动保护躲励磁涌流需实际运行条件励磁电流波形特征进行分析励磁电流分析计算较复杂素（变压器结构形式接线方式电压突变初相角电流电压阻抗角铁心饱磁通剩磁通等）密切相关值应3～5倍额定电流
保护动作电流取述计算中值
灵敏系数
变压器联差动保护灵敏系数式校验
（34）
式中 ——系统运行方式变压器发生短路时短路电流求灵敏系数般低2
2 电抗器联差动保护
保护动作电流列条件计算：
1） 躲外部短路时衡电流
（3－5）
——系数13
——非周期分量系数15～2
——互感器型系数取05（两侧电流互感器型号时1）
——互感器幅值误差系数正常情况取01
——电抗器外部三相短路时流保护周期性短路电流
2） 避免保护电流互感器二次回路断线时误动作保护动作电流应电抗器负荷电流
（36）
式中 ——系数取13～15
——电抗器额定电流
保护动作电流取述两计算结果中较值
厂电动机联差动保护整定计算原变压器电抗器相似里赘述
312 电流速断保护
动作电流整定
连接相电流电流保护动作电流列条件整定：
1） 躲外部短路时流保护短路电流
（37）
式中 ——系数DL10型继电器采13～14GL10GL20型继电器采15～16
——运行方式变压器低压侧母线三相短路时流电流互感器电流值
2） 躲变压器励磁涌流（值应3～5倍额定电流）
保护动作电流取述两计算结果中较值
灵敏系数
（38）
式中 ——运行方式保护安装处两相短路时流电流互感器电流值
313 电流保护
电流保护厂电系统中重备保护种类较流保护复合电压启动流保护负序流保护单元件低压起动流保护低电压闭锁流保护等整定计算条件相装设位置保护象相关面简单介绍种电流保护整定计算原
1 高压厂电抗器变压器高压侧电流保护
保护动作电流列三条件计算：（整定计算式略）
1） 躲变压器（电抗器）带负荷需起动电动机起动电流
2） 躲低压侧分支负荷起动电流余分支正常负荷总电流
3） 低压侧分支电流保护配合
2 高压变压器高压侧低电压起动电流保护
电流保护动作值
（39）
式中 ——配合系数取11
——系数取12
——返回系数取085
灵敏系数
（310）
3 高压变压器高压侧复合电流保护
变压器高压侧带额定负荷运行时电流互感器相断线保护应误动作
负序电流元件整定值
（311）
式中 ——系数取13
——额定负荷运行时电流互感器相断线时负序电流值
4 高压变压器低压侧分支电流保护
保护动作电流列三条件进行整定：
1） 躲开段母线接电动机起动电流整定
2） 段母线电动机速断保护配合整定
3） 接段母线低压厂变压器电流保护配合整定
5 高压变压器低压侧低电压闭锁分支流保护
分裂绕组变压器采分支流保护灵敏系数15时应采低压起动电流保护低压元件高压侧低压起动电流保护低压起动元件合保护整定计算方法高压侧低电压闭锁电流保护整定计算方法相
低压厂变压器电流保护整定计算方法高压厂变压器整定计算方法致相里赘述
314 单相接零序电流保护
1 高压厂变压器（电抗器）单相接零序电流保护
保护动作电流满足两条件整定
1） 保证选择性
保护动作电流应躲保护线路电直接联系线路发生单相接障时保护线路身接电容电流
（312）
式中 ——系数瞬时动作信号时考虑渡程影响取4～5保护延时动作信号时取15～2
——保护线路身电容电流
2） 满足灵敏系数求
（313）
式中 ——保护线路单相接时障点总接电容电流值值电压级线路电容电流
——灵敏系数取125
接零序电流保护灵敏系数够设备选型困难时采接线零序方继电器
2 高压厂备变压器零序电流保护
零序电流保护安装变压器高压侧出口处
1） 躲变压器励磁涌流整定
2） 母线接时流零序保护装置电流整定
零序电流保护安装变压器中性线时保护整定值应出线零序保护配合整定值变压器零序电流保护里作介绍
3 低压厂变压器零序电流保护
低压侧中性点直接接系统零序电流保护动作电流列两条件整定：
1） 躲正常运行时变压器中性线流衡电流电流般应超低压线圈额定电流25
2） 相邻元件保护动作电流相配合：
a） 低压厂变压器分支线时低压电动机相间保护相配合躲未单独装设接保护容量电动机相间保护（兼作接保护）动作电流
b） 低压厂变压器分支时厂分支线零序保护相配合
4 低压厂分支线零序电流保护
保护动作电流列条件整定：
1） 躲正常时流厂分支线衡负荷电流
2） 躲未单独装设接保护容量电动机相间保护动作电流
低压厂变压器低压厂分支线零序电流保护熔断器熔丝配合整定熔断器拒绝熔断时零序流保护作备保护熔断器熔断时间特性反时限作备零序流继电器应该反时限特性二条反时限特性曲线互相配合
厂电系统非常复杂电厂保护配置种样实际进行保护整定计算时保护整定计算原作参考更重保护间配合样保证保护装置动作性选择性速动性灵敏性
32 低压厂电系统保护配合问题
321 概述
火力发电厂厂电系统分高压厂系统低压厂系统般配置台高压系统（6 kV10 kV）低压380V系统供电变压器着机组容量断增原单工作段配电模式已变低压动力中心（PC）电动机动力中心（MCC）工作模式[18]
实际运行发电厂厂电系统尤低压厂电系统继电保护配置种样发电厂低压厂电系统例PC电动机动力中心MCC电动机控制中心PC母线涉开关工作进线开关备进线开关电机开关MCC进线开关重电源开关火力发电厂厂电设计技术规定中规定低压厂电系统配电低压变压器需配置速断保护（反应低压母线障）定时限电流保护（反应变压器体低压母线相间短路障）接保护等变压器低压侧出线开关（低压母线进线开关）处否配置保护国设计传统设保护
规定中未做规定国外惯配置流保护开关带智脱扣器做保护母线带支路中容量电机配电线路（MCC进线）开关设计带脱扣器开关电机支路负荷电源般熔断器热继电器切障相间短路保护接短路保护配置没规程做统明确求低压系统火电厂工程设计项目时期设计思想接障设计配置零序流保护配置零序流保护样均整低压系统继电保护整定计算配合带问题运行年机组均发生低压电缆障低压变跳闸事例节试前机组厂低压系统整定配合问题进行分析探讨
低压厂电系统保护配合样需充分考虑保证协调保护性灵敏性速动性选择性低压厂电保护整定配合指电流保护间配合[19]发电厂厂电低压保护配合低压厂变压器保护低压动空气开关熔断器保护配合定时限反时限配合级动开关级动开关配合动开关级(级) 熔断器配合等开关型式技术参数保护特性线熔断器型式额定电流熔断特性曲线保护配合带麻烦具体分析说明种保护间相互配合繁琐没必条件进行校验配合电流应算380V 电压级次电流CT 电流保护低压断路器算脱扣器额定电流倍数电流保护皆应注意问题关保护整定计算前面叙述里略作赘述
保护选择性配合包括级保护电流配合时限配合两方面达保护配合求保护动作电流整定计算前面介绍整定计算公式计算外应注意满足级保护配合求
322 保护配合
1 断路器相邻电器保护配合求
1） 级断路器瞬时整定电流应级断路器进线处短路电流115 倍
2） 短延时流脱扣器次侧电流保护继电器配合级差根继电器定
3） 级断路器短延时整定电流应级断路器短延时（瞬时） 整定电流125 倍
4） 级熔断器配合断路器流脱扣器特性低级熔断器熔化特性(短路时>70ms)
5） 级熔断器配合：断路器流脱扣器熔断器延时部分相交留定时间间隔延时脱扣动作时间应相应电流熔断器熔断时间> 01s瞬时脱扣器时熔断器应短路电流限制断路器流脱扣器动作电流
6） 长延时电流脱扣器特性低保护象允许发热特性(电缆电动机变压器等) 确保保护象安全运行
7） 级断路器保护特性曲线级断路器保护特性曲线级保护范围外相交
8） 具短路延时断路器带欠电压脱扣器必须延时延时时间≥短路延时时间
9） 具备电源投求时应设低电压保护达AAT 投入带重负荷目
10） 厂低变高压侧流保护动作时间应低压侧分支开关动作时间高出ΔtΔt 通常取05s
2 低压断路器保护配合
1） 级断路器级断路器配合：
a） 级断路器短延时电流保护级断路器瞬时(延时) 电流保护配合系数kp般等125 取值级实际整定值校验kp≥125
b） 级断路器带瞬动电流脱扣保护时保证选择性级动作电流整定值应级断路器出口预期短路电流Kk 倍(系数Kk≥1 15) 满足条件困难时级应选择限流断路器短路电流限制级瞬动脱扣保护整定电流
c） 长延时保护确保级曲线级曲线方
2） 时间配合
a） 级断路器短延时时间级断路器瞬动电流速断保护短延时高出时间级差ΔtΔt 根级保护选择性配合求保护身整定调节范围01～06s 间选取目前常DW15MEAH 等断路器半导体保护取01～03s断路器断路器配合图31 示
b） 断路器级熔断器配合图32 示电源断路器选ME1600 整定值5000A 04s 时配合NT熔断器曲线应5000A03s 交点查安秒曲线通5000A 03s交点曲线NT400A400A熔断器均ME断路器配合
图31 断路器断路器配合
c） 断路器级熔断器配合图33 示假定MCC分支断路器选DZ20100出口处短路电流Id 6kA 级选NT 熔断器6kA熔断时间应断路器动作时间( 约001～002s) 加配合级差007s
查熔断器曲线通6kA009s交点曲线NT400A应选400ANT熔断器
图32 断路器级熔断器配合
图33 断路器级熔断器配合
d） 厂变零序保护应未装零序保护断路器相间保护相配合免级发生单相接短路时引起厂变误跳闸
应指出速断倍数配合会发生越级跳闸宜反时限曲线配合流保护带时限配合便指出断路器瞬动电流倍数制造厂订货时应指明脱扣器额定电流
323 选择性校验
保护配合校验时应保护动作速度快切障允许越级跳闸保证保护选择性确保快速性求特注意掌握原：级装什保护必须校验级相互间曲线配合级保护首端(级末端)发生短路电流处短路障流均允许级曲线级曲线相交留适时间间隔困难时设计应考虑限流措施否引起非选择性动作级越级跳闸校验示意图见图34
图34校验保护选择性配合示意图
324 配合求
长延时曲线间配合恰留足够时间间隔短延时间般宜取Δt 配合级差01～03s
具体整定计算配合电压级配合时较方便(推荐380V 侧)保护动作电流应折算次侧
开关保护整定应惯整定计算方法进行速断限时速断流保护整定计算整定值基数应该意整定某倍电流开关身带保护没外部CT 提供电流整定电流继电器方法进行整定述求计算结果选择合适脱扣器额定电流计算出保护动作电流倍数然进行具体保护动作值时间整定配合
保护整定配合否已满足选择性配合求应针系统分作代表性保护配合曲线应作低压厂电源进线开关PC 柜负荷开关回路
(找引起越级跳闸开关回路通常电动机保护整定值相回路较高)该段PC 柜熔断器熔断电流较熔断时间相较长回路校验否保证选择性抓住典型回路进行校验必面回路进行校验绘制配合曲线MCC 柜保安电源等系统应抓住进线回路进线回路面典型开关熔断器回路进行配合校验电厂细致样做工作系统分作出该系统典型配合校验做保护配合心中数基避免保护非选择性误动
关厂变380V 侧接零序保护配合校验直接接系统言应厂变中性点定时限反时限零序流保护级回路相配合(保证选择性般宜采变压器中性点零序速断保护)定时限保护时限保证选择性条件时级电流配合反时限零序保护配合校验原般电流保护
变压器高阻接零序保护必马跳闸须时限配合
目前低压断路器通常带三段式两段式保护原讲级保护配合应级电流保护级电流保护配合级延时速断保护级速断保护配合特殊情况级延时速断保护（短延时）级延时速断保护（短延时）配合[20]
第四章 实际厂电系统保护配置设计
41 厂电系统接线特征描述
图4－1示宾电厂厂电系统中3号高厂变分裂变压器高压侧通硬母线接3号发电机出口低压侧两分支分接6kV工作母线3A段3B段低压厂变通电缆馈线分接两段6kV厂工作母线低压厂变根接负荷类型进行分类明变电尘变锅炉工作变汽机工作变明变外变压器分AB 两组分应接6kV分段母线保证厂电供电性低压厂变低压侧通电缆接厂电PC母线厂电动机PC母线汲取电锅
炉汽机PC母线出线接厂电动机外接MCC母线前面提低压动力中心（PC）电动机动力中心（MCC）工作模式设备参数表41示
表41 宾电厂3号机组厂电系统设备参数
设备名称
参数
3号发电机
QFSN300220B 353MW
3号高厂变
SFF10500002050315315MVA
3号机明变
SCZB10500100500kVA
4号机明变
SCZB10500100500kVA
3A电尘变
SCB101600101600kVA
3B电尘变
SCB101600101600kVA
3A锅炉工作变
SCB1080010800kVA
3B锅炉工作变
SCB1080010800kVA
3A汽机工作变
SCB101600101600kVA
3B汽机工作变
SCB101600101600kVA
图4－1 宾电厂3号机组厂电接线图
42 厂电系统保护设计
结合前面述厂电系统保护配置整定配合原工程设计实践该厂电系统保护配置进行设计述：
421 3号高厂变
三号高厂变型号SFF10500002050315315MVA三相风冷双分裂绕组变压器容量50MVA
1 联差动保护
变压器容量50MVA远6300kVA根保护配置原保护配置联差动保护保护瞬时动作变压器侧断路器跳闸高压厂变压器高压侧断路器保护应动作发电机变压器组总出口继电器侧断路器灭磁开关跳闸
保护整定：
1） 式（31）保护装置起动电流：
（4－1）
式中 ——系数般取13
——负荷电流负荷电流确定时采变压器额定电流
：
（4－2）
2） 躲外部短路时暂态衡电流通常保护装置中IU变换部分通调整负载电阻实现做较精细调节基够消种衡电流影响
3） 躲变压器励磁涌流保护动作电流（带少许延时）值应
6～7倍额定电流8661A取述电流值8661A
4） 式（34）变压器联差动保护灵敏系数：
（4－3）
式中 ——系统运行方式变压器发生短路时短路电流值1725KA
灵敏系数2符合求
2 瓦斯保护
变压器容量800KVA油浸式变压器应配置瓦斯保护防御变压器部障油面降低
瓦斯保护轻重瓦斯保护分装油箱油枕间连接导变压器严重漏油轻微障时产生气体压力作引起轻瓦斯保护动作延时作信号变压器部严重障时变压器油绝缘材料分解产生量气体油箱气体导油枕动重瓦斯保护动作瞬时作跳闸
轻瓦斯保护动作值采气体容积表示整定范围通常250～300cm³里取250 cm³
重瓦斯保护动作值采油流速度表示整定范围通常06~15ms里取10ms
需说明：瓦斯保护然简单灵敏济动作速度较慢仅反映变压器油箱部障瓦斯保护需差动保护
3 备保护
备保护配置电流保护保护带时限动作侧断路器跳闸双分裂变压器应分支装设电流保护保护带时限动作分支断路器跳闸时
反应异常运行需装设负荷保护外需装设励磁保护
通硬母线接发电机出口般距离较短硬母线软导线发生单相接障性少设单相接保护
电流保护整定：
动作值取躲变压器带负荷需起动电动机起动电流
（4－4）
（4－5）
式中——系数考虑继电器启动电流误差复合电流计算准确等素引入1系数般取115～125
——返回系数般取085
——启动系数般取15～3
——正常运行时负荷电流
——启动时起动电流
422 6kV厂工作母线
首先该6KV厂工作母线属6~10kV分段母线列运行双母线符合设计第章中1332中关厂工作母线装设专母线保护求母线带厂变压器装设电流速断电流构成两段式完全差动保护电流速断保护作母线短路保护切母线电源回路流保护作电流速断保护引出线保护备保护
6kV分段母线完全电流差动母线保护原理接线图图42示
图42 6kV母线完全差动保护原理接线图
423 低压厂变压器
查表低压厂变变压器额定条件短路电压百分值：
明变：＝4
电尘变：＝6
锅炉变：＝8
汽机变：＝6
公式 （4－6）
：明变阻抗
电尘变阻抗
锅炉变阻抗
汽机变阻抗
1 3(4)号机明变
三号(四号)机明变型号SCZB10500100500kVA三相浇注式载调压防雷变压器容量500kVA变压器容量500kVA远6300kVA根保护配置原保护装设联差动保护装设电流速断保护反应变压器外部相间短路保护瞬时动作两侧断路器跳闸
1） 电流速断保护动作电流值整定：
连接相电流电流保护动作电流列条件整定：
式（37）躲外部短路时流保护短路电流
（4－7）
（4－8）
式中 ——系数DL10型继电器采13～14GL10GL20型继电器采15～16
——运行方式变压器低压侧母线三相短路时流电流互感器电流值
（4－9）
躲变压器励磁涌流应6～8倍额定电流值应2887A
保护动作电流取述两计算结果中较值2887A
灵敏系数
（4－10）
（4－11）
式中 ——运行方式保护安装处两相短路时流电流互感器电流值
2） 浇注式装设瓦斯保护
3） 备保护装设带时限电流保护装设变压器电源侧作变压器备保护兼作变压器低压侧引出线端附短路保护保护时限低压侧低压断路器动作时限相配合保护动作时限般整定05~07s
低压侧中性点直接接防御单相接障利相间短路电流保护兼作变压器低压侧单相接短路外应装设零序反时限电流保护(保证选择性般宜采变压器中性点零序速断保护)通常采反时限零序电流保护动作高压侧断路器跳闸低压断路器分励脱扣器跳闸零序电流保护时限级保护设备动作时限相配合通常整定07s外需装设励磁保护
2 3A（B）电尘变
3A（B）电尘变型号SCB101600101600kVA三相浇注式防雷变压器容量1600kVA
变压器容量1600KV6300KV根保护配置原保护装设联差动保护采电流速断保护备保护采电流保护零序反时限电流保护防御单相接保护动作侧断路器信号跳闸励磁保护配置方案整定原基3号机明变相电流速断动作值18018A
3 3A（B）锅炉工作变
3A(B)锅炉工作变型号SCB1080010800KVA三相浇注式防雷变压器容量800kVA配置方案整定原基3号机明变相电流速断动作值
4619A
4 3A（B）汽机工作变
3A(B)汽机工作变型号SCB101600101600KVA三相浇注式防雷变压器容量1600kVA配置方案整定原基3号机明变相电流速断动作值18018A
424 400V PC母线接开关
1 低压侧进线开关
400V进线般需装设复杂保护需装设短延时电流保护满足保护范围保护配合求般需设段电流定值时间段开关带智脱扣器做保护（智脱扣器常采保护三段式两段式电流保护典型三段式电流保护瞬时电流速断限时电流速断长延时电流保护）
1） 电流定值
a) 3(4)号机明变
（4－12）
b) 3A(B)电尘变
（4－13）
c) 3A(B)锅炉工作变
（4－14）
d) 3A(B)汽机工作变
（4－15）
2） 时间段 保护时限低压侧低压断路器动作时限相配合保护动作时限般整定05~07s
2 PC母线间母联开关
般采电流速断保护电流保护电压低采轻型断路器熔断器实现母线分段保护般设段电流定值时间段保护时限整定05s
3 MCC进线开关
需装设电流速断电流保护满足保护范围保护配合求保护配置接锅炉汽机PC母线间母联开关保护配置相
保护配置列表见表4－2示
厂电系统设备种样电厂保护配置特点厂电系统进行配置方面熟悉厂电系统配置整定原方面根厂电系统接线设备特点做级保护配合关系样保证保护装置动作性选择性速动性灵敏性保证厂电系统安全济运行
表4－2 厂电系统保护配置简表
序号
名称
保护方式
1
3号高厂变
联差动保护瓦斯保护
电流保护负荷保护励磁保护
2
6kV工作3A段母线
完全电流速断差动保护
完全电流差动保护
3
6kV工作3B段母线
2
低压厂变压器
4
3号机明变
电流速断保护电流保护
零序反时限电流保护励磁保护
5
3A（B）电尘变
4
7
3A（B）锅炉工作变
4
9
3A(B)汽机工作变
4
PC母线接开关
11
低压侧进线开关（开关4342）
智脱扣器保护电流保护
12
PC母联开关
电流速断保护电流保护
13
MCC进线开关
电流速断保护电流保护
结
着电力事业迅速发展国型发电厂数量断增型发电厂中单机容量般较已达1000MW种变化继电保护配置带定挑战确保发电厂整电力系统安全运行必须型发电厂中设备系统设计完善保护配置方案
设计针型发电厂中发电机变压器发变组母线厂电系统继电保护配置问题进行述
容量机组中型机组相结构设计工艺运行方面新特点保护新求型机组
发电机变压器组单元接线高压超高压电网直接相连文章先单独运行发电机变压器保护配置进行简述然着重针型发变组保护配置特点进行述根规程求型发变组求必须配置差保护实现双重化定子接障求配置100定子接保护定子绕组间障必配置匝间保护然中性点侧端子引出方式相关着技术水进步问题
母线发电厂中重元件型发电厂中高压接线般采双母分段台半断路器接线般求配置专母线保护量双重化台半断路器接线通常采带率制动式电流差动母线保护6～10kV母线般配置完全电流差动保护重断路器求装设断路器失灵保护防止断路器拒动限制障范围
厂电系统发电厂中较复杂部分涉设备较繁保护配置千差万目前没统规程导供参考厂电系统保护配置相难点设计根设计手册工程实践总结厂电系统设备保护般配置原整定计算原根原厂电系统配置保护装置外注意保护间配合保证协调保护性灵敏性速动性选择性保证反应设备元件障异常运行工况厂电系统保护配合指电流保护间配合保护选择性配合包括级保护电流配合时限配合两方面文章备电源动投入装置（AAT）进行阐述AAT厂电系统中具重作加强发电厂供电性型发电厂求正常事正常情况进行快速切换
保护配置应加强保护简化备保护量简化保护接线量满足协调选择性速动性灵敏性性四性外进行方案设计时考虑济行性样保证发电厂整电力系统安全济运行
致谢
半年忙碌工作次毕业设计已接尾声作科生毕业设计验匮乏难免许考虑周全方果没导师督促指导课老师学起工作事支持想完成设计难想象
里首先感谢导师李丹老师李老师日里工作繁做毕业设计程中予极帮助学期外面实忙工作毕业设计前期学校时间少正李老师悉心指导耐心帮解答种问题毕业设计利进行特月工作关系放弃原毕业设计题目申请更换题目时候李老师非没责怪帮助支持完成新毕业设计整毕业设计程中李老师断结进行总结提出新问题毕业设计课题够深入进行接触许理实际新问题做许益思考表示诚挚感谢衷敬意时感谢王艳杰老师毕业设计遇懂方请教您时正您耐心解答毕业设计利完成外直支持着父母帮助学事里表示衷心感谢
感谢母校－黑龙江科技学院感谢学校四年栽培教育正四年知识思想质飞跃
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附 录
附表1 型汽轮机发电机—双绕组变压器组配置继电保护装置出口控制象表
序
号
保护装置名称
组
保护装置出口
处
理
方
式
停汽机
停锅炉
跳
QB
跳QDM
跳
QB1
QB2
调汽门
切
换
励
磁
跳
母
联
发声光信号
Ⅰ
1
2
3
4
5
6
7
8
短路保护
发电机差动保护
升压变压器差动保护
高压厂变压器差动保护
发变组差动保护
全阻抗保护 t1
t2
高压侧零序保护 t1
t2
定子匝间短路保护
发电机励磁回路两点接保护
A
A
A
B
B
B
B
B
+
+
+
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+
+
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+
+
+
全停
全停
全停
全停
母线解列
解列灭磁
母线解列
解列灭磁
全停
全停
Ⅱ
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
异常运行保护
定子点接保护 Ⅰ段
Ⅱ段
发电机励磁回路点接保护
励磁机励磁回路点接保护
定子负荷保护 定时限
反时限
转子表层负序负荷保护 定时限
反时限
励磁回路负荷保护 定时限
反时限
低频保护
低励失磁保护 t0
t1 t3
t2
电压保护
逆功率保护 t1
t2
失步失步（预测）保护
励磁保护
断路器失灵保护
非全相运行保护
A
B
A
A
A
A
A
B
A
B
A
B
B
B
B
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
发信号
发信号
发信号
发信号
发信号
解列
发信号
解列灭磁
发信号
解列灭磁
发信号
发信号
解列灭磁
减出力
解列灭磁
发信号
解列灭磁
增减出力
解列灭磁
解列灭磁
解列
Ⅲ
23
24
25
26
27
辅助装置
电流回路断线保护
电压回路断线保护
出口装置
检测装置
电源装置
B
B
B
AB
AB
+
+
发信号
发信号
Ⅳ
28
29
厂6kV分支线保护
分支线差动保护 t0
t1
分支线电流保护 t1
t2
+
+
+
+
+
+
跳QB1QB2
QB3QB4
解列灭磁
跳QB1QB2
QB3QB4
解列灭磁
附图1 汽轮发电机—双绕组变压器组次接线图（50~60万kW）
附图2 某型发电厂发变组配置
附录2
Large generator and transformer unit protection allocation
FirstlyA largescale generating units and the characteristics of the requirements of the relay
With the rapid development of power industry the unit put into operation one after another Single units continue to increase capacity so that large generators in the design structure technology operational aspects in many features corresponding to relay new demands
In the design structure and processes large generating units is different from the local small and mediumsized generating units are
1) The size of largecapacity unit is not in proportion with the increased capacity high utilization of material that is effective but it directly affected the unit's inertia constant decreased significantly so that generators easily outofstep it is necessary to install outofstep protection [4 ]
2) Generating capacity and heat loss of copper iron loss ratio decreased significantly so that the stator windings and rotor surface to reduce the load capacity in order to ensure the safety of large generating units operating under the conditions played a full load capacity should be installed with antitime limit Characteristics of overload protection and overcurrent protection
3) The electrical parameters increased Because of increased generator load rejection by the load suddenly caused by overvoltage on the more serious
4) As the largescale utilization of materials unit we must use complex cooling increases the odds of failure
5) The increase of single capacity turbine generator axial length and diameter ratio increased noticeably so that oscillation unit increased interturn speed up the insulation wear and sometimes may cause the cooling system failure Therefore it should be sensitive to the interturn shortcircuit protection and the protection of water leakage (of the water cooling units)
In operation
1) As the single large capacity protection of reject dynamic generator malfunction or both will result in very serious consequences so large units relay the technical requirements higher
2) Largescale units excitation system more complex more risk of failure the generator or the overvoltage transformer and the loss of field failures of the excitement over the possibility of a big fault
3) The abnormal condition of operation the large units require the installation of the corresponding Protection
4) Large Turbine from the stands in particular the timeconsuming and costly Another major unit of a sudden trip it is possible to host and auxiliary equipment caused some damage to varying degrees Therefore not necessary in the circumstances shall not make frequent large group from stopping turbo generator not easily tripping emergency shutdown which exports in the design of circuit protection to be noted
5) Units are generally large generators transformer unit system wiring machineand plant with branches located in general are not highvoltage circuit breakers After the loss of field generators in the terminal voltage of a serious decline in the design of protection must pay attention to the safety of power plants
SecondlyThe large generator failure abnormal operation mode and its protection methods
The safe operation of generators to ensure the normal operation of power systems and power quality play a decisive role At the same time generating itself is a very expensive electrical components therefore should address the various fault and not normal operation and the installation of a sound protection devices
Generator failure of the main types stator windingsand shortcircuit stator windings one of the interturn short circuit stator windings singlephase ground rotor winding grounding point or two points grounding rotor exciting current excitation circuit disappear
The generator is not normal running are due to external short circuit caused the stator windings flow ge
nerators due to load more than the rated capacity caused by the threephase symmetrical overload asymmetric shortcircuit or by external load asymmetry caused by generator Negative sequence overcurrent and overloading due to sudden load rejection caused by the stator windings overvoltage due to failure or excitation circuit Laitime caused by long rotor winding overload the main steam turbine to close the door suddenly caused by generator Reverse power and so on
For failure and no more than normal operation of state according to a point of order generally large generator can be configured to protect
The protection of the main fault longitudinal differential protection Wang differential protection not fully differential protection vertical zero sequence overcurrent protection the rotor second harmonic current protection 100 of the stator ground protection grounding excitation circuit protection etc
Fault backup protection overcurrent protection voltage start of the over current protection negative sequence overcurrent protection unit and the launch of low pressure overcurrent protection
Abnormal operation of protection protection of lowLai loss of field outofstep and outofstep forecast protection negative sequence current protection overexcitation protection overload protection overvoltage protection reverse power protection the protection of lowfrequency CT disconnection protection
Thirdly major transformer failure abnormal operation mode and its protection methods
Transformer power system is essential electrical equipment It will be the fault of the reliability of power supply system and the safe operation of the serious impact of largecapacity transformers at the same time it is also very expensive equipment Therefore the grade should be based on transformer capacity and level of importance The installation of a good performance reliable protection devices action
Large threephase power transformers are three core column or from the threephase transformer composed of threephase grouptype transformers EHV largecapacity transformers are used YNd the link groups the actual operation on YNd11 up
Transformer fault
If the point of failure of the location of the transformer fault classification there are faults within the fuel tank and fuel tank of the fault
1) Within the fuel tank fault Transformer fault in the fuel tank of the main phase adjacent to a short circuit of the power system side of the singlephase ground and with shortcircuit between the winding part of the interturn shortcircuit
2) The failure of the fuel tank Transformer outside the fuel tank fault is that transformer winding leadcasing and insulation on the Yinchu Xian fault Mainlyand shortcircuit (twophase threephase shortcircuit and short circuit) fault the current grounding system side of the fault the low pressure side of the fault
1132 Transformer abnormal operation mode
EHV large transformer is not normal operation of the main ways due to system failure or other reasons caused by overload or overcurrent because the system voltage increase or reduce the frequency caused by overexcitation not neutral ground running potential transformer Increased transformer oil in the fuel tank of abnormal transformers and high temperature cooler full stop and so on
Transformer protection of the general configuration
Transformer fault it will have a lot of shortcircuit current so that serious overheating transformer or even burned transformer winding core In particular transformer fault in the fuel tanks accompanied by the arc may cause shortcircuit current transformer caught fire In addition the transformer inside and outside the fault shortcircuit current electric power generated the body may also cause transformers and winding deformation and damage
Transformer abnormal operation will endanger the safety of transformers if not handled timely discovery will cause damage to transformers and transformer fault
To ensure the safety of the economy transformer when a transformer fault transformer should be removed as soon as possible and when the transformer did not appear normal operation mode the alarm signal should be sent as soon as possible and mak
e the appropriate treatment To this end the configuration of the transformer package of comprehensive protection is necessary
1) The main fault protection
The main transformer fault protection main differential protection regas protection the protection of pressure release In addition according to the capacity of transformers voltage levels and structural characteristics can be configured to protect poor and subzero side differential protection
2) shortcircuit protection of the reserve
At present the power transformer on the use of more backup protection fault types are composite voltage atresia over current protection zerosequence overcurrent or zero sequence direction of the current protection overcurrent or negative sequence negative sequence direction of the current protection the composite voltage Locking the direction of power protection lowimpedance protection
3) Protection of abnormal operation
Transformer abnormal operation of the protection of a major overload protection overexcitation protection transformers neutral space protection the protection of gas light temperature oilprotection and the protection of cooler full stop
Fourthly large generators transformer relay overall configuration
Large units can be divided into shortcircuit protection device protection and the protection of two types of abnormal operation
Shortcircuit protection the reaction was to protect the region in all types of fault the fault will result in the direct destruction unit Therefore such protection is very important so as to prevent the protection device or circuit breaker to resist moving another main protection and the protection of the reserve
Abnormal operation of the protection for the reaction of various units may cause damage to the abnormal condition but the condition will not or can not quickly damage caused by the direct unit Such protection devices are generally for the installation of a relay with no backup protection
Generators Transformer Group of Protection and generators transformers alone when the choice is basically the same type of protection However the protection of its targets in addition to generators transformers including highvoltage transformer plant transformers and other plants used excitation branch As shown in Figure 1 below the turbine generator Transformer Group as an example to illustrate the large generators Transformer Group overall configuration of the relay Listed in Schedule 1
In order to reduce the number of stops the whole unit the return to normal power supply to shorten the time the protective device after the action according to the control of the object the protection of the nature and selective demand the protection of exports in general have the following phenomena
1) Full stop disconnect the export circuit breaker deexcitation disconnect the highvoltage power circuit breaker plant used to close the main valve boiler load rejection
2) Out of Demagnetization disconnect the export circuit breaker deexcitation disconnect the highvoltage power plant with circuit breakers load rejection of steam the boiler load rejection
3) Of the column Twowinding transformer export only disconnect circuit breaker threewinding transformer high pressure side of the protection side of the circuit breaker only disconnect
4) Out of the bus Twobus system disconnect the bus contact breaker
5) Reduction efforts to reduce the steam turbine power output
6) Signal a sound and light signals
附录3
型发电机变压器保护配置
型发电机组特点继电保护求
着电力工业飞跃发展机组陆续投运发电机组单机容量断增型发电机设计结构工艺运行诸方面出现许特点相应继电保护提出新求
设计结构工艺方面型发电机组中型机组方：
1）容量机组体积容量成例增效材料利率高直接影响机组惯性常数明显降低发电机容易失步必装设失步保护[4]
2）发电机热容量铜损铁损明显降定子绕组转子表面负荷力降低确保型发电机组安全运行条件充分发挥负荷力应装设具反时限特性负荷保护电流保护
3）电机参数 增增发电机满载突然甩负荷引起电压较严重
4）型机组材料利率高必须采复杂冷方式障率增加
5）单机容量增汽轮发电机轴长度直径明显加机组振荡加剧匝间绝缘磨损加快时候引起冷系统障应灵敏匝间短路保护漏水保护（水冷机组）
运行方面：
1）单机容量发电机保护拒动误动均造成十分严重果型机组继电保护技术求更高
2）型机组励磁系统更复杂障率发电机电压失磁障变压器激磁障性
3）异常工况运行型机组求装设相应保护继电器
4）型汽轮发电机组起停机特费时费钱外型机组突然跳闸机辅机造成程度某损伤必需情况型汽轮发电机组频繁起停更轻易紧急跳闸停机设计保护出口电路时应注意
5）型机组般发电机变压器单元制接线机端厂分支般均设高压断路器发电机失磁机端电压严重降设计保护时必须注意厂电安全
二 型发电机障异常运行方式保护方式
发电机安全运行保证电力系统正常工作电质量起着决定性作时发电机身十分贵重电气元件应该针种障正常运行状态装设性完善继电保护装置
发电机障类型：定子绕组相间短路定子绕组相匝间短路定子绕组单相接转子绕组点接两点接转子励磁回路励磁电流消失
发电机正常运行状态：外部短路引起定子绕组流负荷超发电机额定容量引起三相称负荷外部称短路称负荷引起发电机负序电流负荷突然甩负荷引起定子绕组电压励磁回路障强励时间长引起转子绕组负荷汽轮机汽门突然关闭引起发电机逆功率等
针障正常运行状态根规程规定般型发电机配置保护：
短路障保护：差动保护横差动保护完全差动保护零序电流保护转子二次谐波电流保护100定子接保护励磁回路接保护等等
短路障备保护：流保护复合电压启动流保护负序电流保护单元件低压启动流保护等
异常运行保护：低励失磁保护失步失步预测保护负序电流保护励磁保护负荷保护电压保护逆功率保护低频保护CT断线保护等
三 型变压器障异常运行方式保护方式
变压器电力系统缺少重电气设备障供电性系统安全运行带严重影响时容量变压器非常贵重设备应根变压器容量等级重程度装设性良动作继电保护装置
型电力变压器均三相三铁芯柱式三单相变压器组成三相组式变压器超高压容量变压器均采YNd联结组实际运行中YNd11
变压器障
障点位置变压器障分类油箱障油箱外障
1）油箱障变压器油箱障侧相间短路电流接系统侧单相接短路相部分绕组间匝间短路
2）油箱外障变压器油箱外障指变压器绕组引出端绝缘套引出线障相间短路（两相短路三相短路）障电流接系统侧接障低压侧接障
变压器异常运行方式
型超高压变压器正常运行方式：系统障原引起负荷电流系统电压升高频率降低引起励磁接运行变压器中性点电位升高变压器油箱油位异常变压器温度高冷器全停等
变压器保护般配置
变压器短路障时会产生短路电流变压器严重热甚烧坏变压器绕组铁芯特变压器油箱短路障伴电弧短路电流造成变压器着火外变压器外部障短路电流产生电动力造成变压器体绕组变形损坏
变压器异常运行会危变压器安全果时发现处理会造成变压器障损坏变压器
确保变压器安全济运行变压器发生短路障时应快切变压器变压器出现正常运行方式时应快发出报警信号进行相应处理变压器配置整套完善保护装置必
1）短路障保护
变压器短路障保护差保护重瓦斯保护压力释放保护外根变压器容量电压等级结构特点配置零差保护分侧差动保护
2）短路障备保护
目前电力变压器采较短路障备保护种类：复合电压闭锁流保护零序电流零序方电流保护负序电流负序方电流保护复合电压闭锁功率方保护低阻抗保护等
3）异常运行保护
变压器异常运行保护负荷保护励磁保护变压器中性点间隙保护轻瓦斯保护温度油位保护冷器全停保护等
四 型发电机变压器组继电保护总体配置情况
型机组保护装置分短路保护异常运行保护两类
短路保护反应保护区域发生种类型短路障障造成机组直接破坏类保护重防止保护装置断路器拒动保护备保护分
异常运行保护反应种机组造成危害异常工况工况会快造成机组直接破坏类保护装置般装设套专继电器设备保护[9]
发电机变压器组保护发电机变压器单独工作时保护类型选择基相保护象发电机变压器外包括高压厂变压器励磁变压器等厂分支面附图1示汽轮发电机变压器组例说明型发电机变压器组继电保护总体配置情况列附表1中
减少机组全停次数缩短恢复正常供电时间保护装置动作控制象保护性质选择性求保护出口般现象：
全停：断开出口断路器灭磁断开高压厂电源断路器关闭汽门锅炉甩负荷
解列灭磁：断开出口断路器灭磁断开高压厂电源断路器汽机甩负荷锅炉甩负荷
解列：双绕组变压器断开出口断路器三绕组变压器高中压侧保护断开侧断路器
母线解列：双母线系统断开母线联络断路器
减出力：减少汽轮机输出功率
信号：发出音响光信号
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